Зачем нужны беспилотные автомобили

Apparat — Журнал о новом обществе

Всё, что нужно знать об автомобилях без водителя

Этой зимой сразу несколько крупных компаний заявили о том, что собираются спроектировать и выпустить в массовое производство автомобилей без водителя, которые могут самостоятельно не только припарковаться — это умеют и нынешние компьютеры, — но и проехать несколько тысяч километров, не задействовав при этом человека. Uber, Apple, «КамАЗ», Mercedes — это только самые громкие имена. Apparat собрал самую важную информацию о том, зачем нужны машины без водителя, кто над ними работает и почему их массового производства нам придётся ждать не один год.

Зачем нужны автомобили без водителя

Безопасность. Почти половина автокатастроф происходит по вине людей. Только в США более 30 тысяч человек погибают в авариях ежегодно. В более 40 % случаев причиной становились алкоголь, наркотики, приступы заболеваний и другие факторы, которые невозможны в случае, если машиной управляет робот. Благодаря этому дороги станут безопаснее не только для водителей, но и для пешеходов с велосипедистами.

Экономия топлива. Если бы на наших дорогах сейчас оказались автомобили под управлением роботов, они бы смогли спокойно двигаться друг за другом на одинаковой скорости, благодаря чему они смогли бы тратить на 20-30 % топлива меньше. Так считают исследователи из американского Института Скалистых гор.

Новые возможности. Законодательство в большинстве государств запрещает вождение несовершеннолетним до 18 лет, некоторым инвалидам. Водить не могут слепые. За руль не могут садиться только что употребившие алкоголь или влияющие на качество вождения лекарства. Эти ограничения исчезнут сами собой с появлением робота в автомобиле: теоретически никто не сможет вам запретить доехать до дома из бара на собственном транспорте, потому что он вас сам довезёт.

Сокращение количества автовладельцев. CEO Uber Трэвис Каланик ещё в мае 2014 года заявил, что если их такси будет без водителя, то стоимость его использования резко уменьшится: не нужно будет платить зарплату. В итоге, по его мнению, людям станет выгоднее пользоваться сервисами перевозок, нежели иметь свою собственную машину.

Кто работает над автомобилями без водителя

Google. Один из самых интересных на данный момент продуктов калифорнийской компании впервые показали публике в мае 2014 года. Впрочем, как оказалось впоследствии, это был макет, который бы не смог никуда уехать. Настоящий прототип робомобиля Google представила в декабре. Это небольшая двухместная машина без руля. Пока она не может ехать со скоростью больше 40 километров в час, зато является полноценным робомобилем, в отличие от большинства машин с продвинутыми компьютерами, которые, однако, не могут обойтись без водителя (см. следующий пункт). Пока сроки запуска очень условны — 2020 год. Однако в итоге машина Google может появиться только в 2025-м.

Mercedes. Немецкая компания представила в начале января на автомобильном шоу в Лас-Вегасе концепт-кар F105, работающий без водителя. Машина Mercedes будет дороже разработок Google и Tesla, она предназначена для обеспеченных клиентов, внутри неё есть небольшое переговорное пространство, корпус автомобиля сделан из органических материалов и натуральной кожи. В Mercedes пока не говорят о сроках, когда F105 поступит в продажу: автомобилю ещё требуются доработка и дополнительные испытания.

Uber. Компания-перевозчик в феврале заключила соглашение с Университетом Карнеги — Меллон. Uber построит технопарк рядом с кампусом в Питтсбурге, где сотрудники вуза и инженеры компании будут работать над беспилотными такси. Интересно, что в тот же день, когда Uber рассказала о своих беспилотных машинах, в Google заявили, что размышляют о создании такси без водителя.

Apple. Официально Apple ещё не объявляла о том, что делает автомобиль без водителя, но СМИ пишут об этом как о свершившемся факте весь последний месяц. В начале февраля в калифорнийском Конкорде обнаружили Dodge Caravan с установленным на крыше неопознанным устройством, арендованным компанией Apple. Устройство может являться автономной управляющей системой. Такой вывод сделали специалисты после сравнения калифорнийского Dodge и точно такого же, замеченного в Нью-Йорке в сентябре прошлого года. Тогда автомобиль самостоятельно двигался по одной из улиц города. Потом такую же машину нашли в Пало-Альто неподалёку от штаб-квартиры Apple. О том, что разработками в области беспилотных авто компания всё-таки занимается, говорят и источники Wall Street Journal и Financial Times.

«Камаз». Российская компания включилась в технологическую гонку одной из последних, однако первые результаты обещает показать уже к 2017 году. В партнёры «КамАЗ» взяла компанию Cognitive Technologies. Деньги даёт государство: Минобрнауки выделило на разработки 300 миллионов рублей в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы». Грузовики действительно могут стать первым беспилотными машинами на дорогах: из-за дороговизны вложений в водителей и тяжёлых условий их труда, а также необходимости усовершенствовать систему безопасности автопоездов ими проще управлять при помощи компьютера. Впрочем, вряд ли беспилотные грузовики впервые выйдут на дороги в России.

Когда начнётся массовое производство робомобилей?

На самом деле автомобили с простейшим автопилотом уже давно путешествуют по дорогам планеты, а имя этому автопилоту — активный круиз-контроль. Он позволяет водителю отвлечься от вождения, предоставив компьютеру самостоятельно регулировать скорость в зависимости от обстоятельств и дорожных знаков. Также во многих машинах есть функция слежения за дорожной разметкой, которая способна как оповещать водителя, так и самостоятельно маневрировать в случае отклонения от разметки.

Вкупе две эти системы образуют вполне работоспособный временный автопилот. Почему временный? Автомобиль не сможет проехать из пункта А в пункт Б самостоятельно, он лишь способен некоторое время контролировать дорожную ситуацию и в крайнем случае — припарковаться на обочине. Однако по-настоящему автономный транспорт уже не за горами: большинство автопроизводителей, работающих сейчас над этой технологией, обещают первые массовые партии в промежутке между 2017 и 2020 годами.

К примеру, Volvo, которая уже вовсю испытывает у себя на родине автопилот, обещает выпустить пробную партию в 100 автомобилей как раз в 2017-м. В то же время Google, активно тестирующая свои гугломобили на полигонах, уже получила разрешение от властей на тесты в общественных местах. Британцы также уже этой весной начнут проверку нескольких прототипов автономного транспорта в городских условиях. Над проектами грузовиков также работают Volvo и Daimler.

Что мешает массовому запуску в производство прямо сейчас?

Самой главной проблемой при переходе на автоматическое управление является неопределённость: кто будет нести ответственность в случае аварии — водитель или компания, разработавшая софт автопилота? Некоторые производители, устанавливающие активный круиз-контроль в свои автомобили (например Volkswagen), сразу предупреждают: всю вину в случае ДТП несёт на себе водитель. Он обязан следить за ситуацией на дороге — для того ему и дан руль. К слову, это одна из причин, по которым Google придётся всё же устанавливать руль в гугломобили: власти Калифорнии, опасаясь непредвиденного поведения компьютера, поставили компании обязательное условие в виде рулевого колеса.

И действительно: технологии, позволяющее ввести абсолютную автономность для автомобилей, несмотря на значительные успехи, всё ещё не прошли полную обкатку. Google с радостью сообщает, что её беспилотные автомобили уже проехали в общей сложности полмиллиона километров без единой аварии. Однако так ли это хорошо на самом деле? Ведь поведение компьютера в реальных условиях может отличаться от смоделированного в «матрице». Для всего этого потребуется время.

В конце концов становится ясно: чтобы человек мог позволить роботу управлять транспортным средством, претерпеть изменения должны не только автомобили, но и законодательство, причём как на местном, так и на мировом уровне. Мало кому понравится ситуация, когда его автомобиль при переезде через границу в менее цивилизованный участок планеты вдруг окажется вне закона. Или же там просто не окажется необходимой инфраструктуры для такого транспорта.

Почему в России не стоит ждать беспилотных автомобилей на дорогах?

Отчасти по тем же самым причинам, что и в США. Законодательство о ПДД в России не учитывает вообще существование транспортных средств без водителя (примерно из-за таких же проблем нельзя использовать беспилотники для доставки товаров). Местное законодательство в России не такое гибкое, как в Штатах, поэтому принять поправки в одном-единственном Татарстане, где «КамАЗ» хочет проводить свои испытания, будет невозможно.

Другая важная причина — низкое качество российских дорог. Нет освещения, не везде можно увидеть знаки или разметку, особенно за пределами городов.

Источник статьи: http://apparat.cc/world/about-driverless-cars/

Как ездят беспилотники и так ли они надежны, как говорят

Отвечаем на самые популярные вопросы о том, как передвигаются автомобили без водителей, как они справляются с непогодой и нужен ли им на самом деле интернет

1. Как работает автономный автомобиль?

Автономные автомобили могут передвигаться самостоятельно благодаря специальному программному обеспечению и сенсорам. Работой различных узлов автомобиля управляет софт. А сенсоры (камеры, лидары и радары) собирают информацию об окружающем мире. Радар обнаруживает объект и определяет его скорость на расстоянии до 300 м. Лидар сканирует пространство с помощью лазерных лучей, которые отражаются от объектов и создают трехмерную картину окружающей среды. Камера помогает подробно рассмотреть объекты, определить их тип и «увидеть» дорожный знак или сигнал светофора.

Перемещение автомобиля из точки А в точку Б можно разделить на несколько подзадач.

• Локализация состоит в определении местоположения автомобиля. Здесь нужна сантиметровая точность, которую не дают глобальные системы позиционирования. Поэтому производители чаще используют данные с сенсоров, которые сопоставляются с высокоточными картами, уже заложенными в систему.
• Распознавание — следующий этап — состоит в идентификации объектов вокруг. Автомобиль должен увидеть и классифицировать всех участников движения, их размер, скорость и направление движения. После этого наступает этап предсказания: алгоритмы прогнозируют дальнейшее поведение других участников движения: например, куда дальше поедет этот автомобиль.
• Этаппланирования : алгоритмы планируют то, как будет действовать автомобиль с учетом того, что он увидел и спрогнозировал. Весь этот процесс происходит в реальном времени и не прекращается во время движения или остановки.

2. Автономным можно сделать любой автомобиль?

Компании, занимающиеся разработкой автономных автомобилей, зачастую выбирают модели с технологией Drive-by-Wire — цифрового управления акселератором, тормозами и рулем по CAN-шине (Controller Area Network — система, к которой подсоединены исполнительные устройства и датчики). В остальном ограничений по внедрению системы беспилотного управления нет: ее можно установить даже на автомобиль с ручной КПП, просто потребуется больше доработок.

3. Автономная машина намного дороже в производстве, чем обычный автомобиль. Разве компаниям выгодно налаживать массовый выпуск автономного транспорта?

Автономный автомобиль по своему функционалу схож с обычным автомобилем вместе с водителем. Оплату работы водителя стоит учитывать при таком сравнении. Уже на данном этапе стоимость обвеса некоторых автономных автомобилей (ПО+сенсоры) сопоставима с зарплатой двух водителей такси на протяжении трех лет.

Кроме того, с развитием индустрии стоимость автономного автомобиля снижается, а технологии при этом становятся все более продвинутыми. Например, за три года с начала разработок прототип автомобиля «Яндекса» подешевел практически в два раза — с 9,5 млн до почти 5 млн руб. — и одновременно с этим получил много технических усовершенствований. Это похоже на то, как развивался рынок смартфонов: первые мобильные телефоны в начале 1990-х отличались очень скромным функционалом и высокой ценой. Сегодня смартфоны перестали быть предметом роскоши и умеют уже гораздо больше, чем просто совершать звонки.

Значительная часть затрат разработчиков автономных автомобилей пока связана с покупкой лидаров. Еще несколько лет назад единственным крупным производителем лидаров была компания Velodyne. Но если раньше лидары были нишевым продуктом, то с развитием технологий автономного вождения спрос на них начал расти, а цена — снижаться. Сегодня эти сенсоры используют Waymo (Google), «Яндекс», Baidu, Uber, General Motors, Argo AI (Ford), Aurora (Amazon), Mercedes Benz, Bosh, Zoox, Lyft, Aptiv, Pony.ai и многие другие. Некоторые разработчики автономных автомобилей приобрели стартапы, занимающиеся производством лидаров. Две компании — «Яндекс» и Waymo — создают лидары сами. Лидары «Яндекса» пока существуют в виде прототипов, но уже на этапе штучного производства они дешевле рыночных аналогов на 50%. А массовое производство позволит снизить стоимость еще на 50%.

4. Нужна ли специальная инфраструктура для работы автономного автомобиля?

Большинство производителей создают автономные автомобили, способные ездить в тех же условиях, что и обычная машина с человеком за рулем. Например, для того чтобы беспилотник передвигался по дорогам общего пользования, ему не нужны умные светофоры с радиосигналом, передающие данные транспортным средствам. Автомобили способны сами идентифицировать сигнал светофора при помощи камер. Конечно, совершенствование дорожной инфраструктуры даст новые возможности, но это не является обязательным условием для массового вывода автономных автомобилей на дороги.

5. Нужен ли для работы автономного автомобиля интернет? Что будет, если соединение прервется?

Чаще всего производители беспилотных автомобилей не завязывают работу технологии на наличие постоянного интернет-соединения. Даже надежный и быстрый интернет не дает гарантии, что не случится потери связи — а это абсолютно недопустимо во время движения автомобиля. В автономных машинах подавляющего большинства компаний все вычисления осуществляются прямо норту.

6. Требуется ли для автономного автомобиля GPS? Что произойдет, если оборвется сигнал от спутника?

Глобальные системы позиционирования дают очень неточные данные. Их погрешность может составлять несколько метров или даже десятков метров. Особенно это касается городской среды: здесь на сигнал от спутника сильно влияют погодные условия, застройка, деревья. При этом именно в городе в условиях интенсивного трафика важно точно понимать, где сейчас находится автомобиль. Беспилотники чаще всего принимают сигнал этих систем, но не используют его как основной источник информации о местоположении. Для определения точных координат автомобиля активно используются данные с сенсоров, которые сопоставляются с уже загруженными в машину высокоточными картами.

7. Как автономный автомобиль поймет, куда ехать, если на дороге не будет разметки?

Беспилотники большинства производителей для ориентации в пространстве используют высокоточные 3D-карты. Они уже загружены в автомобиль и содержат информацию о дорожной разметке, светофорах и знаках. Данные, которые поступают с сенсоров, сопоставляются с этими картами, поэтому автомобиль точно понимает, где он находится и как в этом месте организовано движение. В реальности разметка может стереться или оказаться под снегом — это не помешает автомобилю ориентироваться в пространстве.

После прочтения этого материала вам будет проще смотреть наше видео про беспилотные автомобили.

Почему мы до сих пор не пересели на автономный транспорт, как работают «умные» машины, насколько безопасен автопилот и каково это — проехаться на беспилотнике по московским дорогам, рассказываем на нашем YouTube-канале «Индустрия 4.0» .

Читайте также:

Шесть уровней автомобилей без водителя. Производители внедряют в автомобили новые технологии, приближая нас к дню, когда мы пересядем на беспилотники. Как машины становятся «умнее» и как меняется их уровень автоматизации — в нашем материале

Каким видели наше настоящее Леонардо да Винчи, Жуль Верн и другие. Наблюдения за природными процессами привели Леонардо к придумыванию многих приспособлений будущего, например шарикоподшипников, стана, металлургической печи, экскаватора, лифта и многого другого.

Комбайн, Шанель №5, мобильный телефон и тетрис — какие русские изобретения не принесли своим создателям денег. РБК Тренды разобрались, какие еще прорывные идеи российских разработчиков принесли бы им состояние, если бы были должным образом оформлены. Или же если бы не были отвергнуты на родине изобретателей.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/rbc_trends/kak-ezdiat-bespilotniki-i-tak-li-oni-nadejny-kak-govoriat-5ee4e66ca1eb3b07ec9e366a