В каких автомобилях есть автопилот
Разобрали принцип работы автопилотов в современных авто. Насколько это безопасно?
Машина с автопилотом считается транспортом следующего поколения и мечтой многих автолюбителей: ведь чтобы добраться до нужно места, не нужно будет крутить руль. Сиди себе в салоне и спи, автомобиль доедет до нужного места сам.
На самом деле, автопилот для гражданских авто существует уже сейчас. Машины под управлением искусственного интеллекта можно встретить даже на дорогах Москвы, но как это все работает?
Рассказываем всю правду про современные беспилотные машины.
Какие бренды делают авто с автопилотом
Машина с автопилотом от американского стартапа.
Единой системы автопилота нет, потому что в 2010-х годах многие крупные автомобильные бренды начали разработку собственного беспилотного программного обеспечения.
Систему датчиков для анализа дороги и препятствий можно установить практически на любую машину. Так что у ведущих автопроизводителей нет какой-то специальной модели авто для тестирования автопилота.
Основой любого авто с беспилотным управлением является искусственный интеллект, который должен мгновенно принимать решения, учитывая поступающие данные с датчиков и камер, установленных по всей машине.
На сегодняшний день автопилот разрабатывают и тестируют следующие производители:
▪️ General Motors
▪️ Ford
▪️ Mercedes Benz
▪️ Volkswagen
▪️ Audi
▪️ Nissan
▪️ Toyota
▪️ BMW
▪️ Volvo
▪️ Tesla
Автопилот тестирует даже Apple. Правда не слишком хвастается результатами. В прошлом году ее автопилот признали худшим из имеющихся в США.
Куда лучше дела у Google. Для них умное авто разрабатывает компания Waymo, дочернее предприятие Alphabet.
Цену увеличивают те самые модули для автономной езды и сертификация, о которой мы поговорим позже.
Беспилотные авто реально сами ездят? На самом деле нет
Так видит дорогу автопилот автомобиля.
В идеале машина с автопилотом работает автономно, то есть водителю не нужно жать на педали и перехватывать управление даже в сложных дорожных ситуациях. Но это пока лишь в теории.
У Tesla на сегодняшний день самый продвинутый по своей функциональности автопилот, но даже он официально называется «интеллектуальный помощник водителя». То есть полностью доверить ему управление авто ещё нельзя.
Общество инженеров автомобильной промышленности (SAE) выделяет шесть степеней автономность машин. Полная автономность – это последняя, шестая степень. С таким автопилотом водитель лишь задает конечный пункт маршрута, а процесс передвижения полностью ложится на программное обеспечение.
Все 6 степеней автономности машин по версии Общества инженеров автомобильной промышленности.
Сегодня на дорогах общего пользования можно встретить машины с функцией беспилотного управления третьего уровня автономности. Пока это максимум, до чего дошли автопроизводители.
В недалёком будущем машины с автопилотом 6-й степени автономности обязательно появятся. А пока за рулем обязательно должен сидеть человек для перехвата управления, если система не справляется.
Что умеют беспилотные авто сегодня
Дорога «глазами» искусственного интеллекта.
Искусственный интеллект автопилота в наше время может не только анализировать динамичную дорожную обстановку в реальном времени, но и «узнавать» людей, животных и неодушевлённые преграды.
Это не говоря о распознавании дорожной разметки, сигналов светофора и дорожных знаков.
Для этого программа постоянно анализирует данные с датчиков, которых можно разделить на 4 вида:
Камеры. Отвечают за визуальное обнаружение объектов, например, дорожная разметка и знаки
Радар. Определение препятствий и объектов впереди и сзади, а также определение расстояния до них
Лидар. Похож на радар, но работает с углом обзора 360 градусов и распознает объекты вокруг на расстоянии до 60 метров
Датчик положения. Вмонтирован в колесо, определяет положение машины на карте.
Искусственный интеллект анализирует информацию с разных датчиков, и вот как это выглядит в реале:
Бортовой компьютер соединяет информацию, полученную от сенсора, с находящейся в памяти картой местности. Собранные данные хранятся в общей базе, чтобы ими могли пользоваться другие машины.
Беспилотник должен собрать очень много данных, и эти данные должны собираться не на полигоне и даже не в одном конкретном месте, а во всем городе – везде, где есть свободное движение. Чем больше беспилотников, тем больше данных, тем безопаснее технология.
Как тестируются беспилотные машины
Беспилотный транспорт тестируется на специальных полигонах. В России самым известным стал технопарк «Калибр» на улице Годовикова в Останкинском районе Москвы. Кроме него в стране насчитывается несколько десятков таких технопарков.
На полигонах автомобили тестируют прежде всего на взаимодействие с дорожной инфраструктурой и с пешеходами на зебрах. На таких испытаниях выясняются печальные подробности: автопилот Tesla удалось обмануть с помощью дешевого проектора.
Испытатели проецировали различные двумерные изображения, а система воспринимала их как реальные объекты.
Если авто проходит этот этап, начинается следующий – в реальных условиях на шоссе. Во время таких испытаний в салоне находится пилот-испытатель, чтобы перехватить управление, если искусственный интеллект не справляется.
На дорогах Москвы беспилотники появились в июне 2019 года. Машины курсируют по специальным зонам для тестирования. Перед выходом на дорогу общего пользования Москвы первый беспилотник прошел сертификацию на полигоне НАМИ.
Как сертифицируются машины с автопилотом
Перед выходом на дорогу беспилотный автомобиль получает сертификацию о прохождении испытаний высокоавтоматизированных транспортных средств (ВАТС).
Она представляет собой проверку исправности комплектующих. По сути, сертификация дублирует испытания, которые проходит любой автомобиль перед тем как выйти на рынок.
В России беспилотник проходит сертификацию и на этапе тестирования. В США на этот период она не требуется — сразу после выхода с конвейера и оснащения всеми необходимыми датчиками автомобиль выезжает на трассу общего пользования.
Глава направления беспилотных автомобилей «Яндекса» Дмитрий Полищук говорит, что этот процесс мало чем отличается от сертификации обычного автомобиля. Регуляторы проверяют преимущественно тормозную систему, стояночный тормоз, поворотники, фары, а к беспилотной технологии прямого отношения это не имеет.
Проверить искусственный интеллект на пригодность к вождению, по его словам, невозможно.
В свободной продаже автомобилей с беспилотным управлением в России в ближайшее время не будет. Все машины ездят в рамках тестов и испытаний.
А кто будет виноват, в случае ДТП с участием беспилотного авто в России?
Машина Яндекс.Такси со встроенным автопилотом на испытательном полигоне.
Так как автомобили с функцией автопилота пока ездят в тестовом режиме по дорогам России, этот вопрос ещё не обсуждался официально.
Все беспилотные автомобили в России обязательно страхуются сейчас на 10 млн руб. Так что страховка покроет ущерб от практически любого ДТП с участием машины без водителя за рулем.
В то же время в Великобритании готовится проект «Vehicle Technology and Aviation Bill», в котором есть пункты касательно ДТП с участием беспилотного транспорта:
?? Если в момент оформления страхового полиса страховая компания была проинформирована о том, что транспортное средство будет использоваться в режиме автопилота, тогда она несет полную ответственность по застрахованному авто.
?? Если беспилотный автомобиль не застрахован, тогда в случае аварии ответственность будет нести автовладелец.
?? Если аварийная ситуация возникла по причине сбоя в программном обеспечении или оборудовании, тогда вина ложится на плечи компании-производителя.
?? Если авария стала следствием вмешательства автовладельца в ПО или собственник не выполнил указания производителя (например, не провел обновление программного обеспечения вовремя), тогда страховщик может взыскать страховую выплату с автовладельца.
Так что к появлению частных полностью беспилотных машин общество почти готово.
Современному автопилоту ещё далеко до полностью автономной работы
Volvo с системой автопилота на крыше.
Сложно поспорить, что машины без водителя — транспорт будущего, хоть сейчас мы ещё далеки от изобретения полностью автономного автопилота.
На сегодняшний день тестирование таких машин слишком затратно, но в том же Яндексе уверены, что в будущем поездки на авто с ним окажутся дешевле, чем на такси.
Пока что искусственный интеллект слишком уязвим и непредсказуем. Его можно обмануть или сбить с толку.
Единственный способ его усовершенствовать — больше тестировать. Чем активнее этим будут заниматься компании, тем скорее машины с полностью автономным управлением войдут в обиход.
Беспилотные автомобили для начинающих
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.
Ранняя версия беспилотника Lyft
Что такое беспилотный автомобиль
Это автомобиль, оборудованный системой автоматического управления, способный передвигаться из точки А в точку Б без участия человека.
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:
Уровни автономности
Организация под названием SAE International сделала доброе дело и стандартизировала 5 уровней автономности, которых придерживаются все игроки на рынке:
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
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.
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.
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.
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).
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. AI 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.
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:
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.
Автопилот от 0 до 5. Гид по уровням беспилотных автомобилей
В последние несколько лет все только и говорят о беспилотных технологиях. Предлагаем разобраться, какие есть уровни автономного вождения, и как на каждом из них взаимодействуют участники.
Терминология
Классификация беспилотных транспортных средств, которой пользуются большинство компаний, разработана инженерами SAE International — всемирной ассоциации, в которую входят более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой автомобильной промышленности.
Вначале нужно оговорить некоторые термины, которые использует в своей работе SAE.
Под динамическим вождением понимается оперативное и тактическое вмешательство в управление автомобилем:
• К оперативному относят: рулевое управление, контроль транспортного средства и проезжей части.
• К тактическому относят: реагирование на событие, определение момента смены полосы, поворота, использование сигналов и т.п.
Режимы вождения – это возможность отвечать за разные нестандартные ситуации, возникающие во время движения, такие как слияние двух дорог, высокая скорость, пробка, движение по закрытой территории (например, университетский городок) и прочие.
Уровень 0. Нет автономности
• Рулевое управление, ускорение/замедление – человек.
• Мониторинг окружающего пространства – человек;
• Принятие решения при динамическом вождении – человек;
• Режимы вождения – всем управляет только человек.
Этот уровень включает в себя автомобили, оборудованные обычным круиз-контролем. Способность поддерживать скорость, установленную водителем, не считается автономной технологией.
«Автомобили превратятся в гаджеты». Главное из интервью с Кириллом Жанайдаровым, фонд «Сколково»
Уровень 1. Требуется помощь водителя
• Рулевое управление, ускорение/замедление – человек и системы.
• Мониторинг окружающего пространства – человек;
• Принятие решения при динамическом вождении – человек;
• Режимы вождения – автомобиль отвечает только за некоторые функции.
К первому уровню автономности относятся автомобили с адаптивным круиз-контролем: машина придерживается скорости впереди идущего автомобиля. Удержание полосы тоже причисляют к первому уровню. Сюда же можно отнести системы предупреждения о возможном столкновения.
«Сбербанк» и Cognitive Technologies будут вместе работать над беспилотными технологиями
Уровень 2. Есть частичная автономность
• Рулевое управление, ускорение/замедление – человек и системы автомобиля;
• Мониторинг окружающего пространства – человек;
• Принятие решения при динамическом вождении – человек;
• Режимы вождения – автомобиль отвечает только за некоторые функции.
Автономные системы второго уровня следят за скоростью и за управлением в определенных условиях. Они способны сопоставлять скорость автомобиля со скоростью потока, а также следовать изгибам дорогам.
Водители должны постоянно следить за дорожной ситуацией, чтобы в экстренном случае взять управление на себя.
Ученые обнаружили баг беспилотных автомобилей. У машин случается «эпилептический припадок»
Уровень 3. Условная автономность
• Рулевое управление, ускорение/замедление – системы автомобиля;
• Мониторинг окружающего пространства – системы автомобиля;
• Принятие решения при динамическом вождении – человек;
• Режимы вождения – автомобиль отвечает только за некоторые функции.
Когда система автопилота включена, машина может сама контролировать окружающую среду. Этот уровень предполагает работу автопилота только на малых скоростях или в стабильных дорожных обстоятельствах, например, на автомагистралях. При этом руки водителя должны оставаться на руле.
Если ситуация становится неординарной, то автомобиль сообщает об этом водителю, и он должен взять управление на себя.
Тем, что грани между третьим и четвертым уровнем автономности достаточно размыты, часто пользуются как маркетинговым ходом, объявляя, что автомобиль имеет более высокий уровень.
К примеру, автопилот Tesla способен сам принимать решение при динамическом вождении, уходя от возможного столкновения.
По инструкции руки водителя должны оставаться на руле. И несмотря на возможность ориентироваться в пространстве и реагировать на неожиданное событие, автопилот Tesla профессиональное сообщество причисляет к 3 уровню, а еще год назад и вовсе относило ко 2 уровню.
Большинство владельцев Tesla Model 3 доверяют автопилоту. Исследование Bloomberg
Уровень 4. Высокая автономность
• Рулевое управление, ускорение/замедление – автомобиль;
• Мониторинг окружающего пространства – автомобиль;
• Принятие решения при динамическом вождении – автомобиль;
• Режимы вождения – автомобиль отвечает за все функции, но находится под контролем человека.
К этому уровню автономности можно отнести все беспилотники, которые перемещаются самостоятельно, но под присмотром инженера, находящегося в машине. Ни один серийный автомобиль, который на данный момент оснащен автономными функциями, не поддерживает 4 уровень.
Как устроен полигон для беспилотников Яндекса. Главное из репортажа vc.ru
Уровень 5. Полная автономия
• Рулевое управление, ускорение/замедление – автомобиль;
• Мониторинг окружающего пространства – автомобиль;
• Принятие решения при динамическом вождении – автомобиль;
• Режимы вождения – всем управляет автомобиль.
Пятый уровень автономности подразумевает, что автомобиль самостоятельно передвигается по дорогам общего пользования без сопровождения водителя-испытателя или инженера. Теоретически на это способны беспилотники Яндекса, Waymo (проект Google), Renault и некоторых других компаний, но пока нет 100% уверенности в их безопасности и надежности.
Когда нас ждет беспилотное будущее?
Четыре года назад многие эксперты и автопроизводители были уверены, что к 2020 году на дорогах городов появятся полностью беспилотные автомобили. Но в последнее время они все чаще признают, что поторопились с прогнозами.
Генеральный директор Daimler Ола Калленюс считает, что из-за дороговизны технологии беспилотники скорей всего будут применяться в коммерческом транспорте, когда необходимы длительные переезды на большие расстояния.
Генеральный директор Ford Джим Хакетт также считает, что индустрия поторопилась с прогнозами: «Мы переоценили сроки появления автономных транспортных средств».
Невозможность обеспечить 100% безопасность для пассажиров, изменчивость окружающей среды и этический момент выбора – три главных препятствия при переходе на 5 уровень автономности.
По мнению Bloomberg, идеального партнерства водителя и автопилота пока нет. Автопилот может совершить такой спасительный маневр, который человек просто не успел бы сделать, но при этом электроника совершает глупые ошибки, которые водитель никогда бы не сделал.
С другой стороны, полное доверие к автопилоту приводит к тому, что водитель полностью отключается от контроля за дорожной ситуацией.
Представители Waymo (беспилотный проект Google) считают, что постепенный переход Tesla к функциям самостоятельного вождения может привести к опасной самоуверенности водителей.
По этой же причине многие автопроизводители не спешат вводить автопилоты 3 и 4 уровня автономности, так как водители перестают доверять своему опыту и не берут управление на себя в экстренной ситуации.
