Идея о беспилотных автомобилях зародилась ещё в начале XX века и тогда же была реализована в виде автомобиля с антенной, который управлялся с пассажирского сидения следовавшей за ним машины. В наши дни антенны тоже широко используются для контроля беспилотной техники, однако не для всех типов.
Рассмотреть как работает беспилотная техника можно на примере автомобиля Toyota Prius, который тестировали инженеры и программисты Google. Постоянное сканирование местности с помощью датчиков: лидаров (лазерных радаров), камер, радаров и высокоточные карты – обязательные условия автономного передвижения транспортного средства. Система беспилотного авто взаимодействует с сервисом Street View, который дает панорамный вид на улицы города с высоты 2,5 метров.
Алгоритм работы беспилотного автомобиля:
- С помощью лидара генерируется объемная карта местности, а управляющий компьютер соединяет ее с теми данными, которые содержатся в памяти.
- На основе полученной информации от радаров, камеры и сенсоров специальный алгоритм оценивает ситуацию на дороге и учитывает поведение других участников движения.
- Компьютер определяет траекторию движения беспилота, а также реагирует на ситуацию на дороге: движение других автомобилей, жесты полицейского, идущий впереди школьный автобус, пешеходы, гололед на трассе и множество других факторов.
Уровни беспилотного автомобиля
- Level 0 — No Automation: Водитель должен контролировать все — руль, тормоз и газ. Обычная машина.
- Level 1 — Driver Assistance: Автомобиль помогает тормозить или ускоряться. Автомобили с круиз-контролем — это как раз про level 1.
- Level 2 — Partial Automation: Автомобиль может одновременно контролировать ускорение и торможение, но человек должен следить за ситуацией и быть готовым принять управление. Самый яркий пример уровня 2 — Tesla.
- Level 3 — Conditional Automation: Автомобиль может полностью управлять движением, но в какой-то момент может попросить принять управление на себя. Ходят слухи что Audi A8 2018 года выпуска умеет делать все это, но пока нет ни одного обзора.
- Level 4 — High Automation: Умеет все что умеет уровень 3, но также может справляться с более сложными дорожными ситуациями. В целом можно отпустить руль и ничего не делать, но если автомобиль не сможет принять решение он об этом оповестит и плавно припаркуется на обочине. О четвертом уровне заявляют такие компании как Waymo или Aptiv
- Level 5 — Full Automation: Полная автономия, участие человека не требуется. Машина сама принимает решение в любой ситуации, руль может отсутствовать.
Зрение автомобиля
Но все-таки как машина определяет где находится человек, а где дорожный знак? Для этого был написан искусственный интеллект(ИИ). ИИ это сердце автомобиля. Он 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. А ведь помимо человека надо “видеть” еще и много других объектов — каждую машину, дорожный знак, светофор, уметь определять полосы движения и много других вещей.
Заключение
Прежде чем беспилотные автомобили дойдут до широкого круга потребителей, им придётся пройти множество тестов и усовершенствований. На данный момент самоуправляемых автомобилей 3, 4 и 5 типов крайне мало. Одной машины достаточно, только чтобы определить жизнеспособность идеи, но для более подробного массива данных нужны сотни автомобилей.
Также важно продумать систему безопасности беспилотных автомобилей. Если кинуть в обычную машину кирпич, то она поедет дальше и ничего с ней не случится, а вот если кинуть кирпич беспилотному автомобилю в лидар или радар, то безопасность передвижения на нём будет под очень большим вопросом. Эти устройства расположены на внешней части транспорта, поэтому так уязвимы. Но даже если исключить вероятность попадания кирпича, то никто не застрахован от града или прочих природных явлений, которые могут подпортить жизнь автовладельцу.
Кроме того, беспилотный автомобиль легко можно загнать в ловушку. Например, если рабочие случайно забыли нанести временную разметку и установить временные знаки, автомобиль может просто остановиться перед препятствием и ничего не делать, если слева (или справа в некоторых странах) сплошная.