беспилотный транспорт что это

Что такое беспилотный автомобиль

Это автомобиль, оборудованный системой автоматического управления, способный передвигаться из точки А в точку Б без участия человека.

Беспилотное наземное транспортное средство (БНТС) — наземное транспортное средство, функционирующее без экипажа (без пилота) на борту.

Беспилотный автомобиль Яндекса проходит проверку в Москве, 2021 год

Автомобиль компании Waymo (Chrysler Pacifica Hybrid) проходит тестирование в Сан-Франциско, 2017 год

Беспилотные автомобили для начинающих

Время на прочтение

Про беспилотные автомобили постоянно мелькают новости, но что же на самом деле происходит в этой сфере? Как беспилотные автомобили ездят? Кто их производит? Почему они до сих пор не ездят массово по улицам? Попробуем разложить все по полочкам.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Ранняя версия беспилотника Lyft

Почему так долго?

Waymo был основан в 2009-ом и только сейчас они более-менее готовы для коммерческих поездок (и то в пределах солнечной Калифорнии). То есть спустя почти 10 лет. Почему так долго? Хоть и гонка беспилотных технологий и ускорилась за последние 5 лет, все компании испытывают общие проблемы:

Лидар

Лидар это по сути лазерная установка, которая постоянно крутится и “стреляет” лазером 360 градусов, выдавая расстояние до каждой точки, которую удалось измерить. Вот видео для большей наглядности:

К сожалению, лидар стоит кучу денег (от 500 000р за 1 штуку), а их в беспилотном автомобиле надо много (2–5 штук). Так еще и от него никак не избавиться, ведь только радара и камер не хватит чтобы четко ориентироваться на местности.

Различные компании ведут работы по снижению стоимости лидара и выпуску нового, дешевого твердотельного лидара (без крутящихся элементов), но такие пока продукты еще в разработке.

AI (искусственный интеллект)

Как было сказано выше AI это сердце автомобиля. A I определяет объекты с камер, пытается угадать кто это (собака, человек, автомобиль, дорожный знак и пр.), как поведут себя пешеходы и другие машины. Чтобы такой искусственный интеллект работал, инженеры “скармливают” ему огромные массивы данных, чтобы специальные алгоритмы могли обучаться на этих данных. Чем больше качественных данных на входе, тем лучше алгоритмы будут работать.

Хоть алгоритмы и продвинулись далеко, они все еще глупы как 2-летний ребенок. Яркий пример — инцидент с беспилотником Uber (из-за которого погиб человек), алгоритм не смог распознать человека на дороге (в прочем, как не успел его заметить и водитель). А ведь помимо человека надо “видеть” еще и много других объектов — каждую машину, дорожный знак, светофор, уметь определять полосы движения и много других вещей.

Погодные условия

Будем честны, почти ни один беспилотный автомобиль не умеет нормально ездить в условиях снегопада или сильного дождя. Исключение — университет MIT. Ребята научились ориентироваться по слепкам дорожного полотна под машиной.

Картография

Беспилотникам не подходят простые карты и простая точность GPS (погрешность 3–10 метров), автомобилю нужно понимать где он находится с сантиметровой точностью. Несмотря на то что у беспилотника куча сенсоров, необходимо иметь точную информацию об окружающей местности (геометрию дорожной разметки, границы дороги, ближайшие дорожные знаки и пр). Вся эта информация есть в так называемых HD-картах.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Один из автомобилей Google Street View

Чтобы поддерживать картографию в актуальном состоянии специальные картографические автомобили (спец. автомобиль с камерами и лидарами) должны ездить по улицам и “оцифровывать” их. Таким образом, с появлением гонки беспилотных автомобилей началась и гонка картографии среди таких компаний как Here, TomTom, DeepMap, lvl5, Carmera, Google и прочих. В 21-ом веке данные — это новое золото.

Инфраструктура

Беспилотным автомобилям требуется новая дорожная инфраструктура. И не просто инфраструктура, а умная инфраструктура в которой автомобили могли бы общаться не только с самой инфраструктурой (знаки, светофоры и пр.), но и с другими автомобилями. Вот немного основных терминов:


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Например, автомобиль едет по шоссе, а дорожный знак за 300м впереди сам сообщает “я знак такой-то, нахожусь там-то”. Беспилотный автомобиль сможет заранее понимать что впереди и планировать свои действия в соответствии с этой информацией.

Доверие человека

Люди все еще не особо доверяют беспилотным автомобилям. Согласно исследованию Reuters и Ipsos только лишь 38% мужчин и 17% женщин сказали что чувствовали бы себя комфортно в беспилотном автомобиле. Вообщем-то и не удивительно, технология беспилотных автомобилей довольно молодая, люди не успели привыкнуть. Автопроизводителям и стартапам еще предстоит завоевать доверие людей.

Гражданские и коммерческие программы


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Пасхальное воскресенье 1900 года, на фотографии — Пятая авеню, Нью-Йорк. Среди моря конных экипажей едва ли в левой полосе можно разглядеть единственный автомобиль. Пройдет всего 13 лет, и мы увидим аналогичную фотографию, с той разницей лишь, что среди многочисленных автомобилей будет ехать всего одна повозка, запряженная лошадьми.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Часть первая

В настоящий момент автомобильная промышленность переживает одновременно три революции: электрификацию трансмиссии, подключение пассажирских транспортных средств к единой сети и замену водителей автономными системами вождения. Эти процессы не только идут параллельно, но и в значительной мере влияют на автомобилестроение, подобно тому, как в свое время революция подтолкнула заменить конные повозки на самоходный транспорт. Это первая часть короткой серии блогов, в которой делается попытка охватить историю беспилотников, от задумки до производства.

Первые разработки

Изобретения в области авионики и радиотехники вдохновили создание первых автоматизированных уличных транспортных средств: в 1914 году во Франции был продемонстрирован первый автопилот самолета на гироскопическом стабилизаторе:

Первый автопилот на биплане.

В 1920-х появилось радиоуправление для кораблей:


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Беспилотный торпедный катер «Natalie».

Радиоуправляемый автомобиль был впервые представлен компанией RCA в октябре 1921 года в Дейтоне, штат Огайо.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Управление трехколесным транспортным средством осуществлялось беспроводным путем с радиотехнического оборудования на другом автомобиле. Аналогичный радиоуправляемый автомобиль был продемонстрирован в 1925 году на Пятой авеню в Нью-Йорке. За беспилотной машиной вплотную следовал второй автомобиль, в котором находились радиопередатчики и оператор.

Фантастика

Фантазия о беспилотном транспорте почти также стара, как и сам дебют первого автомобиля. А все началось с обыкновенного вымысла.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

В 1933 году «Популярная механика» сообщила, что “они ушли в автоматику”, утверждая, что недавние изобретения, например, автоматическое открывание гаражных ворот и гидроусилитель руля, стали первыми шагами на пути к полностью автоматизированным автомобилям; “можно преобразовать автомобиль так, что он будет самостоятельно заводиться, открывать гаражную дверь и съезжать с проезжей части.”

В фильме 1935 года «Самое безопасное место» Chevrolet предсказал, что “если производитель сможет оснастить каждую машину автоматическим механизмом вождения, автомобиль всегда будет делать именно то, что он и должен делать, выезжая на дорогу. При таком управлении автомобиль не сможет выехать с обочины, не подав сигнал и не учитывая встречное движение. При таком управлении автомобиль будет ехать прямо, а не лавировать в потоке машин. С таким управлением он всегда будет перестраиваться в нужную полосу перед поворотом. Будет всегда останавливаться на знак «стоп». С автоматическим механизмом вождения автомобиль будет притормаживать перед тем, как нарушить движение. Он не будет подрезать машины перед опасным поворотом и всегда будет останавливаться перед жд переездом.”

В 1938 году «Популярная наука» в статье «Автострады будущего» предсказала, что через 50 лет аварии будут невозможны, связь между автомобилями будет осуществляться через инфракрасное излучение, а электрические кабели будут контролировать скорость автомобиля и со временем возьмут на себя полное управление автомобилем.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

На Всемирной выставке 1939 года в Нью-Йорке General Motors в экспозиции Futurama представил посетителям свое видение 1960 года: автоматизированные транспортные средства на многополосных автомагистралях. Это случилось за 17 лет до того, как Федеральный закон о многополосных автострадах разрешил строительство сети межштатных автомагистралей протяженностью 41 000 миль по всей территории США.

Видео «К новым горизонтам», фильм экспозиции Футурама 1939 года, рассказывает о футуристическом утопическом мышлении накануне Второй мировой войны, которое предсказывал General Motors. В нем запечатлена экспозиция «Футурама» из павильона «К новым горизонтам» General Motors на всемирной выставке, которая устремила свой взор к “чудесному миру 1960-го”.

В 1956 году для автосалона Motorama General Motors выпустил музыкальный короткометражный фильм „Ключ к будущему“, который ожидал, что в далеком будущем 1976 году будут ездить беспилотные автомобили. В 1958 журнал «Popular Science» писал, что »в вашем будущем автомобиль будет управляться черными ящиками, а вам останется только смотреть”, разработкой занимаются GM и RCA.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Firebird III на выставке “Century 21 Exposition”, Сиэтл, 1962 год. Автомобиль должен был управляться с помощью дорожного кабеля, а взаимодействие с инфраструктурой контролировало бы боковое движение.

Firebird IV был не функциональным транспортным средством, как его предшественники, а концепцией, ориентированной на тот день, когда автомобили будут ехать по шоссе и управляться не водителем, а автоматически программируемыми системами наведения, которые обеспечат абсолютную безопасность при развитии скорости более чем в 2 раза от разрешенной сегодня. Как только автомобиль выедет с шоссе, контроль будет передан водителю, и уже он будет вести машину по улицам.

В 1967 году журнал Popular Science сообщил, что «США профинансировало исследование, стоимостью 100 000 долларов. Во всемирно известной лаборатории разрабатывается дизайн пригородного автомобиля завтрашнего дня — и это электрический гусеничный транспорт, следующий по маршруту в город и обратно».

Поп культура

Уолт Дисней вывел воображение на новый уровень.

В эпизоде «Волшебная автострада США» из телесериала 1950-х годов «Волшебный мир Диснея», говорилось о появлении радарных датчиков, ночного видения, системы наведения движения и других футуристических особенностей транспортных средств. Автомобили по-прежнему изображались как существа способные мыслить и чувствовать, принимать собственные решения: в конце 1968 года Дисней создал Herbie, в фильме The Love Bug машина имела «собственный разум и сама собой управляла».

Возможно, самым способным вымышленным роботом-автомобилем в 1980-е годы был KITT из телесериала Knight Rider.

КИТТ управлял собой сам и обладал сканером, который позволял ему «видеть» окружающую среду. Еще больше беспилотных автомобилей появилось в фльмах Christine 1983 года, в Batman 1989-го, Total Recall 1990-го, Demolition Man 1993-го, the Fifth Element 1997-го и I, Robot 2004-го.

Эпоха беспилотных автомобилей началась 100 лет назад. Вдохновленные достижениями в области гироскопических стабилизаторов, радио-и радиолокационных технологий, журналы, газеты и фильмы рисуют автомобили, которые могли бы управлять собой сами. Многие из этих источников ожидали появление технологий примерно через 20 лет, (распространенная временная константа в истории автоматизированных транспортных средств). В то время как изучение беспилотных технологий началось в конце 1950-х — о них речь пойдет в следующей части — потребовалось еще 50 лет, чтобы преодолеть загадочный 20-летний барьер.

Исследования и разработки

Исследования по созданию беспилотного или роботизированного транспорта начались в конце 1950-х годов. Джеймсон Ветмор подробно описывает 60-летнюю историю создания автоматизированных систем автомобильных дорог в Америке и идеи, лежащие в их основе. Прочитать можно здесь и здесь. В 1958 году General Motors и компания Radio Corporation of America (RCA) совместно проводили испытания автоматизированных прототипов дорог, оснащенных радиоуправляемым контролем скорости и руления автомобиля.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Как писали в 1960 году, магниты, встроенные в транспортные средства, притягивались стальным кабелем, проложенным под дорогой, а диспетчерские вышки следили за общим транспортным потоком. Наступление новой революции казалось настолько неизбежным, что в 1960 году New York Times писал, что к «полномасштабному использованию мы придем через 15 лет».

Впервые сконструированная около 1960-го, Stanford Cart была предназначена для изучения возможности управления луноходом с Земли. В течение последующих десятилетий группа аспирантов дорабатывала карт. Главное усовершенствование внес Ханс Моравек. Он оснастил карт стереозрением, которое позволило ему самостоятельно перемещаться по заполненной стульями комнате — ушло на это всего 5 часов — 1979 год.

Примерно в то же время в центре искусственного интеллекта Стэнфордского исследовательского института Нильс Нильссон разработал Shakey. Это был первый мобильный робот, способный воспринимать окружающую среду через «глаз» телевизионной камеры и с помощью усовидных щупалец. У Shakey также был план действий для выполнения поставленной задачи. Преемником Shakey стал луноход (CMU) Rover, разработанный в Университете Карнеги — Меллона.

Первый автоматизированный автомобиль с восприятием окружающей среды был разработан в 1977 году в лаборатории машиностроения Университета Цукуба. Исследовательская группа занималась разработкой беспилотных транспортных средств на протяжении 20 лет. В этом документе 1994 года говорится о транспортном средстве, сконструированном компанией Toyota. С помощью одной камеры машина была способна проехать по разметке 50 м со скоростью 50 км/ч.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Разработанный в 1980-х годах автономный наземный автомобиль DARPA (ALV) представлял собой восьмиколесного робота высотой 12 футов с несколькими датчиками, перед которым была поставлена задача пройти от точки A до точки B, поднимаясь по холмам без помощи человека. Эксперимент проходил за пределами Денвера в 1985 году.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

В 1980-х годах профессор Эрнст Дикманнс и его исследовательская группа в Военном университете Мюнхена построили первые в мире роботизированные уличные транспортные средства, которые при помощи компьютерного зрения и вероятностных алгоритмов смогли проехать по пустой дороге 20 км, развивая скорость до 96 км/ч.

Это исследование продолжилось в европейском финансируемом государством проекте EUREKA-«Прометей», (PROgraMme для европейского движения с наивысшей эффективностью и беспрецедентной безопасностью), который осуществлялся с 1987 по 1994 год. В него вошли многие европейские участники, а государственное финансирование было значительным.

В 1993 году компания Bosch представила разработанные в рамках проекта «Прометей» навигационные системы и камеры, способные распознавать полосы движения.

Тогда было установлено, что «осмысленное соединение глобальной цифровой карты с локальной сенсорной информацией — ключ к целенаправленному автономному вождению.”

Финальная демонстрация проекта „Прометей“ состоялась на парижской трассе A1, где автомобиль VAmP профессора Дикманнса проехал более 1000 км, развив скорость до 130 км/ч.

Он автоматически пропускал более медленные автомобили в левом ряду и одновременно отслеживал до двенадцати других автомобилей. В 1995 году команда проехала 1758 км от Мюнхена до Дании и обратно со скоростью до 175 км/ч, продольное и боковое управление осуществлялось с помощью компьютерного зрения. Самый большой участок, который удалось проехать в режиме автопилота, составил 158 км. Профессор Дикманс рассказывает о развитии технологий в этой области начиная с 1950-х годов и по настоящий момент на конференции в 2011 году.

Также в 1995 году разработанная в CMU машина Navlab 5 проехала на автопилоте, но с ручным контролем бокового движения, из Питтсбурга, штат Пенсильвания, в Сан-Диего, штат Калифорния, в рамках тура “No Hands Across America”. В этом видео с History Channel 1998 года кратко рассказывается о деятельности CMU Navlab в 1990-е годы:

В 1996 году в Италии, в университете Пармы, Альберто Броджи основал проект ARGO. В 1998 году автомобиль MilleMiglia в рамках тура Automatico проехал в режиме автопилота 2000 км. Отчет команда опубликовала в этом видео 10 лет спустя.

В 1997 году Национальная программа исследования автоматизированных автомобильных систем (NAHS) Министерства транспорта США завершилась тем, что беспилотные автомобили, автобусы и грузовики проехали по трассе I-15 в Сан-Диего, Калифорния.

Контроль за боковым движением осуществлялся с помощью компьютерного зрения и магнитов, встроенных в дорогу. Расстояние между автомобилями регулировали радиолокационные или лидарные датчики.

В немецком исследовательском проекте »Autonomes Fahren”, который проходил с 1997 по 2000 год, приняли участие Volkswagen, Bosch, Технический университет Брауншвейга и другие компании.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

В рамках проекта на испытательных площадках Volkswagen проводились тест-драйвы производимых автомобилей. Машины были оснащены лидарами, камерами, радарами, GPS, цифровой маршрутной картой.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Чтобы тестируемые машины могли ездить без водителя-испытателя по замкнутому маршруту в смешанном движении среди другого транспорта, в них посадили электромеханических роботов-водителей, которые приводили в действие три педали, переключали передачи и управляли рулевым колесом.

DARPA Grand Challenge — серия соревнований для беспилотных автомобилей, финансируемая агентством перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA).


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Учитывая назначенный жесткий график, DARPA решило, что соревнование с призовым фондом станет быстрым экономическим выходом и лучшим стимулом для развития инноваций и расширения исследовательского сообщества беспилотных технологий. Первое мероприятие состоялось в 2004 году. Только 15 команд прошли отбор для участия в финальном заезде. Беспилотные самоуправляемые машины попытались пройти по 142-мильному маршруту через пустыню Мохаве (штат Невада), по грунтовым дорогам, равнинам и горным перевалам.

Команды только за 24 часа до начала мероприятия узнали GPS путевых точек. Машина CMU преуспела больше всех, проехав 7,32 мили (менее 5% от всего маршрута). Тем не менее, как правильно заметил Wired, первое из трех соревнований Grand Challenge сформировало сообщество разработчиков беспилотников таким, каким мы его знаем сейчас.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

DARPA провела повторное соревнование в 2005 году (DARPA Grand Challenge). Пять команд прошли дистанцию в 132 мили, и все, кроме одного из 23 финалистов, преодолели дистанцию в 7,32 мили — обогнав лучший результат 2004 года.

Робот-автомобиль Stanley, разработанный Себастьяном Труном и его командой из Стэнфордского университета, прибыл на финиш первым, пройдя маршрут за 6 часов 54 минуты. Позже Себастьян рассказал о своей работе в Стэнфорде над Stanley в этой статье и в этой беседе:

Две машины, разработанные в Университете Карнеги-Меллона, Sandstorm и Highlander, прибыли всего через несколько минут после Стэнли. Двенадцать лет спустя команда случайно обнаружит, что фильтр между модулем управления двигателем и топливными форсунками (одной из всего лишь двух электронных частей в двигателе Hummer 1986 года) был сломан и привел к потере мощности двигателя.

Соревнование DARPA Urban Challenge 2007 года DARPA перенесла в городскую местность, на место ныне закрытой военно-воздушной базы Джорджа в Викторвилле, штат Калифорния. Команды должны были пройти маршрут по городу, проезжая через четырехполосные перекрестки, заблокированные дороги или парковки, находясь в смешанном движении с беспилотниками и машинами, управляемыми людьми. Более 90 команд подали заявки на участие в Urban Challenge. 53 команды приняло участие в отборе, 36 были приглашены на полуфинальное мероприятие, и всего 11 приняло участие в финальной гонке.

DARPA сочла необходимым, чтобы в потоке машин рядом с роботами находились люди и представители DARPA, оценивающие производительность роботов. Впервые на мероприятие образовалась пробка из беспилотных автомобилей, а также первое, хоть и незначительное, столкновение двух беспилотников.

Гонку выиграл автомобиль Университета Карнеги-Меллона — Boss. За ним пришел Junior Стэнфордского университета.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Junior Стэнфордского университета и Victor Tango Политехнического университета Виргинии на соревновании DARPA Urban Challenge 2007-го года.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Автомобиль Boss Университета Карнеги-Меллона пересекает финишную черту.

После Urban Challenge проводились ещё несколько, в основном научно-исследовательских, мероприятий. Среди них проект Stadtpilot в Техническом университете Брауншвейг, нацеленный на вождение в городской среде, включая смену полосы движения, парковку и включение в движущийся поток. В 2010 году проект Vislab Intercontinental Autonomous Challenge, в котором колонна из четырех беспилотников, следуя за ведущим автомобилем, проехала 13000 км из Пармы (Италия) до Шанхая (Китай). В 2012 для гонки Pikes Peak в Стэнфорде построили гоночный беспилотник.

Grand Cooperative Driving Challenge – соревнование, проводимое в Европе в 2011 и 2016 годах, в котором машины должны были следовать за лидирующим автомобилем, реагировать на его колебания, совместно стартовать на светофорах и объединяться в колонну.

Соревнование Urban Challenge ознаменовало переход от научных исследований к промышленному развитию — которое мы будем освещать в следующей части. Загадочный 20-ти летний барьер был окончательно преодолен.

О компании ИТЭЛМА

Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Читать еще полезные статьи:

Радиоуправляемый автомобиль. Дейтон, штат Огайо, 1921 год.

С 1942 года немцы использовали гусеничные самоходные мины «Голиаф». « Голиаф» — это небольшое гусеничное транспортное средство, несущее 60 кг взрывчатки и управляемое оператором через кабельную линию связи. Его прототипом послужил миниатюрный французский гусеничный транспорт, обнаруженный немцами после разгрома Франции в 1940 году. Большая стоимость, низкая скорость, зависимость от кабеля для управления и слабая защита от оружия обусловили недостаточную эффективность Голиафа.

Первые заметные работы по разработке мобильных роботов берут начало в 1960-х годах. В результате исследований DARPA был создан робот Shakey. Shakey располагался на колесной платформе и был оснащен телекамерой, датчиками и компьютером, которые вместе обеспечивали управление навигационными задачами для перемещения деревянных блоков по команде оператора.

За несколько лет до событий на Чернобыльской атомной электростанции в производственном объединении «Сибцветметавтоматика», в Красноярске под руководством Михаила Царегородцева разрабатывалась радиоуправляемая автоматическая система для тракторов-бульдозеров, её готовили для использования при производстве работ в опасных условиях, чтобы не подвергать опасности жизнь человека при разработке горных выработок и строительстве тоннелей, сопряженных с возможными обрушениями породы, в том числе, предполагались и другие случаи для её применения. И такой трагический случай наступил в Союзе ССР произошла авария на ЧАЭС. Инженеры и специалисты производственного объединения «Сибцветметавтоматики» одними из первых выехали в Чернобыль. А с Челябинского тракторного завода в зону бедствия были отправлены бульдозеры. Специалисты «Сибцветметавтоматики» в кратчайшие сроки времени оборудовали семь тяжёлых бульдозеров марки ДЭТ-250 системой радиоуправления, что позволило производить расчистку зараженной территории вокруг ЧАЭС в местах с высокой радиацией без участия тракторист-машинистов.

Уровни автономности

Организация под названием SAE International сделала доброе дело и стандартизировала 5 уровней автономности, которых придерживаются все игроки на рынке:


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Уровни автономности от 0 до 5

Waymo (лидер по технологичности)

Самый старый стартап, был основан еще в 2009 году. На данный момент считается самым совершенным беспилотным автомобилем. Оцениваясь в $175 миллиардов (!), Waymo уже проехал суммарно 10 миллионов миль автомобилями Chrysler, Honda и Jaguar. Совсем недавно, Waymo озвучил свои планы докупить еще 62,000 Fiat Chrysler для будущего платного беспилотного такси.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Uber

После очень серьезного судебного иска от Waymo дела у Uber немного пошатнулись. Потом пошатнулись после ДТП в результате которого погиб человек. Однако, Uber не сдался, и вместе с партнерами вроде Volvo и Daimler собрал $500 миллионов инвестиций от Toyota. Временно беспилотники Uber не ездят самостоятельно, а управляются водителями, попутно оцифровывая города в HD карты. Вероятно в будущем Uber интегрирует беспилотные автомобили в свой сервис такси.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Lyft (сервис такси, конкурент Uber)

В сравнении с агрессивным расширением и маркетингом Uber, подход Lyft более фокусирован. Lyft запартнерился с Aptiv, бывшим когда-то на грани банкротства. Вместе они совершили более 5000 платных поездок на беспилотниках (всего с 20 автомобилями) в Лас-Вегасе. При заказе такси Lyft, пассажир может выбрать беспилотное такси.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Tesla

У Tesla совсем другой взгляд на беспилотное будущее. Илон Маск считает что беспилотник может работать только на одних камерах (ведь человек управляет автомобилем с помощью всего пары глаз), без лидаров. Несмотря на то, что автомобили Tesla обладают функциями автопилота, они все равно топчутся на 3-ем уровне автономности, да и аварий из-за автопилота тоже хватает.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Baidu

Baidu раскачивает локальную китайскую лодку беспилотников с 2014 года. В 2017-ом, анонсировала Apollo, open-source (открытую) платформу для беспилотных автомобилей. Baidu нацелился на массовый выпуск беспилотных автомобилей с 2019 до 2020, но ее шансы пошатнулись после того как ряд AI-специалистов покинули компанию (включая Lu Qi).


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Преимущества и недостатки

Автомобиль СберАвтоТех проходит испытания вечером в 2022 году.

Автономные автомобили Navlab. NavLab 1 (крайний слева) разрабатывался с 1984 по 1986 гг. Navlab 5 (крайний справа), законченный в 1995 году, стал первым автомобилем, который автономно проехал от одного побережья США до другого.

Обычно устанавливаемые датчики:

Некоторые системы полагаются на инфраструктурные системы (например, встроенные в дорогу или около неё), но более продвинутые технологии способны передвигаться автономно в тех же условиях, что и человек, принимая решения об изменении положении руля и скорости на основе данных с сенсоров.

Транспорт может управляться удаленно оператором или иметь автономное поведение, также возможно комбинированное управление, когда оператор может вмешаться в автономное поведение.

Guardium используется силами израильских сил обороны для участия в операциях по охране границ.

Робот компании Boston Dynamics разрабатывался как переносчик груза, способный пересекать сложную местность

Роботы Foster-Miller TALON SWORDS оборудованы оружием

БНТС «Леопард Б» компании EuroLink Systems.

Автономный БНТС — это по сути автономный робот, работающий без вмешательства человека, на основе технологий искусственного интеллекта. На основе сигналов датчиков автомобиль формирует понимание окружающей среды, которое затем используется алгоритмами управления для определения действий машины в контексте поставленной задачи. Таким образом, отпадает необходимость в операторе, надзирающим за действиями машины.

Полностью автономный робот способен:

Робот также может самообучаться. Автономное обучение включает в себя способность:

Одним из критических аспектов, которые следует учитывать при разработке вооруженных автономных машин, является различение комбатантов и гражданских лиц. Его неправильная реализация может быть губительной. Это особенно верно в современную эпоху, когда комбатанты во избежание обнаружения часто намеренно маскируются под гражданских. Даже если робот будет распознавать комбатантов с точностью 99 %, количество гражданских потерь может быть катастрофическим. Поэтому отправка полностью автономных машин в настоящий бой маловероятна, по крайней мере, пока не будет разработано удовлетворительное решение.

Беспилотный транспорт

Беспилотный транспорт – транспортное средство, передвигающееся без экипажа на борту при помощи специальной системы автономного управления.

Такой транспорт может передвигаться по специально выделенным полосам по заранее устанавливаемым маршрутам, либо участвовать в общем движении, будучи оснащенным комплексом датчиков, камер, радаров, и принимающим решения бортовым компьютером.

2. История создания и развития

Началом автоматизации транспорта можно назвать первую половину двадцатого века, когда начались разработки и применение автопилота для самолетов. Беспилотным управление автопилотом нельзя было назвать до 1947 года, пока американский военно-транспортный самолет B-54 не совершил трансатлантический перелет полностью под управлением автопилота, который управлял не только полетом, но также взлетом и посадкой. Применение беспилотного транспорта в авиации до сих пор является наиболее многочисленным, т.к. движение происходит в пространстве с малым количеством препятствий.

По этой же причине применение автопилота является проблемным на дорогах. Исключением можно назвать железные дороги метрополитена. Уже в 1967 году в Лондоне открыли первую автоматизированную линию. В настоящее время метро Копенгагена является полностью беспилотным, где поезда без машинистов сами движутся по линиям и совершают высадку/посадку пассажиров.

Успешным освоением наземных дорог можно назвать сеть автоматического транспорта ULTra, открытую в 2010 году в аэропорту Хитроу. Система рассчитана на перевозку одного или нескольких пассажиров в режиме такси по личным маршрутам, в пределах выделенных полос для движения.

Отдельно стоит уточнить, что с первых дней автоматизации транспорта, в основе лежит безопасность движения. Автопилот всегда имеет возможность быстрого отключения, чтобы пилот, следящий за полетом, мог вмешаться в его работу. Системы Копенгагенского метро и такси ULTra всегда обслуживают несколько человек, следящих за работоспособностью системы, и готовых взять дистанционное управление в свои руки в случае непредвиденной ситуации.

3. Технические характеристики

Изначально транспорт оснащается бортовым компьютером с системой воздействия на элементы управления, который управляет транспортом на основе данных различных датчиков.

Для авиации такими датчиками служат: датчики курса (GPS), крена, тангажа, высоты, скорости, другие самолетные системы, данные наземных станций и многое другое.

Для автомобилей: видеокамеры, датчик LIDAR, радары, GPS.

4. Кейсы применения

В настоящее время происходит активное развитие автоматизации персонального и общественного транспорта, который будет двигаться по дорогам общего пользования. Такие гиганты как Tesla, Google, Uber все ближе к внедрению автоматических автомобилей в нашу жизнь.

Обычные автомобили оснащаются множеством датчиков, камер, радаров и обрабатывающим данные бортовым компьютером, который принимает решения исходя из анализа дорожной ситуации. Такие тесты всегда происходят под наблюдением водителя, а Tesla, внедрившая систему автопилота во все свои автомобили, предупреждает владельца о том, чтобы он следил за работой системы.

Для того, чтобы ознакомиться с решениями в области беспилотного транспорта от ведущих российских поставщиков – свяжитесь с нами по номеру 8 (921) 781 24-49 – звонок, Telegram, Whatsapp или оставьте короткую заявку по ссылке.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

6. Полезные ссылки

Тестирование беспилотных автомобилей происходит в различных режимах, которые можно разделить на три основные группы:

На данный момент одним из способов оценить готовность технологии являются примеры её применения для бизнеса, в частности в сервисах роботакси. Дополнительным способом оценки может являться степень участия человека в управлении автомобилем роботакси:

На данный момент публично доступные сервисы роботакси есть у следующих компаний:

Уровень 0. Никакой автоматизации, водитель выполняет всю работу.

Уровень 1, «hands on», «помощь водителю». Водитель и система вместе управляют автомобилем. Пример: водитель рулит, а система регулирует мощность двигателя, сохраняя заданную скорость (круиз-контроль) или регулирует мощность двигателя и управляет тормозом, сохраняя заданную скорость, а при необходимости снижая, чтобы соблюдать дистанцию (адаптивный круиз-контроль). Другим примером является , когда скорость определяется водителем, а руление автоматическое.

Уровень 2, «hands off», «частичная автоматизация». Система полностью управляет автомобилем, осуществляя ускорение, торможение и рулёжку. Водитель следит за ездой и готов вмешаться в любой момент, если система не может правильно отреагировать. Несмотря на название «hands off», такие системы часто требуют от водителя держать руки на руле, как подтверждение готовности вмешаться.

Уровень 3, «eyes off», «условная автоматизация». От водителя не требуется немедленной реакции. Он может, например, писать сообщения или смотреть фильм. Система сама реагирует на ситуации, требующие немедленных действий, таких как экстренное торможение. От водителя требуется готовность вмешаться в течение какого-то ограниченного времени, определённого производителем.

Уровень 4, «mind off», «широкая автоматизация». Отличается от уровня 3 тем, что от водителя не требуется постоянного внимания. Например, он может лечь спать или покинуть место водителя. Полностью автоматическое вождение осуществляется лишь в некоторых пространственных областях (геозонах) или в некоторых ситуациях, например, в пробках. Вне таких мест или ситуаций система способна прекратить вождение и припарковать машину, если водитель не взял управление на себя.

Уровень 5, «steering wheel optional», «полная автоматизация». Никакого человеческого вмешательства не требуется.

Как работают беспилотные автомобили

Чтобы приехать в пункт назначения, беспилотный автомобиль должен знать маршрут, понимать окружающую обстановку, соблюдать ПДД и корректно взаимодействовать с пешеходами и другими участниками дорожного движения. Чтобы соответствовать этим требованиям, беспилотник использует следующие технологии:

Что дальше?

Мы становимся свидетелями того, как беспилотные автомобили медленно появляются на наших дорогах. Вряд ли в следующие 5 лет мы увидим их как массовое явление: ни алгоритмы, ни инфраструктура еще не доросли. Однако, с приходом V2V/V2I возможно появятся специальные зоны беспилотного транспорта, где можно будет вызвать привычный Uber/Яндекс и доехать за полчасика на беспилотнике до работы.

Ключевые игроки рынка

Большинство автопроизводителей осознали что будущее за беспилотным транспортом и ринулись открывать новые отделы и покупать стартапы. Кроме автопроизводителей в гонке участвует не только множество стартапов, но также и IT-гиганты вроде Google, Яндекс и Apple. Вот самые основные.

General Motors

Будучи одним из ведущих автопроизводителей, GM потратил кучу денег чтобы удержаться в лидерах беспилотных авто. В 2016-ом, приобрел стартап Cruise Automation, занимавшийся разработкой беспилотника, за более чем 1 миллиард долларов. В Cruise суммарно влили $2.25 миллиарда инвестиций от SoftBank и $1.1 миллиард от GM в 2018-ом. Чтобы еще больше доминировать на рынке автономии, GM также приобрел производителя лидаров. G M тестирует свои беспилотники в Сан Франциско с планами расширения на Нью-Йорк. Первые коммерческие поездки беспилотников запланированы на 2019 год.


БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЧТО ЭТО

Коммерческие проекты в настоящее время

Также есть несколько крупных программ по разработке беспилотного автомобиля, включая программу Европейской Комиссии с бюджетом в 800 млн евро, программу 2getthere в Нидерландах, исследовательскую программу ARGO в Италии, соревнование DARPA Grand Challenge в США.

Основная статья: Waymo

В декабре 2016 проект был выделен в отдельную компанию Waymo, дочернюю компанию Alphabet.

Aptiv (ранее Delphi Automotive)

В сентябре 2019 года власти Шанхая выдали первые в стране разрешения на осуществление пассажирских поездок в автономных автомобилях, что стало одним из шагов Китая по ускорению коммерциализации автономного вождения.

Беспилотные автомобили Яндекса

Беспилотные автомобили СтарЛайн

СтарЛайн — российский разработчик систем безопасности для автомобилей, головной офис которого находится в Санкт-Петербурге. Компания разрабатывает собственный беспилотный автомобиль с 2016 года. В качестве платформы для испытания разрабатываемых алгоритмов компания использует автомобиль Skoda Superb.

Про урокцифры:  Презентация урок цифры начальные классы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *