- Беспилотные автомобили разделены на шесть уровней автономности.
- В чем разница между разными уровнями.
- Что умеют современные автомобили.
- Шесть уровней автономных транспортных средств: что могут, не могут и будут делать беспилотные автомобили?
В различных рекламных материалах и пресс-релизах можно встретить информацию о том, что автомобиль обладает определенной степенью автономности. Например, американский автопроизводитель Tesla, согласно его заявлению, готовит пятый уровень автономии. Что это значит на практике? Мы постараемся объяснить это в этой статье.
По прогнозам экспертов, к 2025 году мы увидим на дорогах около восьми миллионов частично или полностью автономных транспортных средств. Организация по стандартизации Society of Automotive Engineers (ныне ОАЭ) определяет шесть уровней автоматизации управления от 0 (полностью ручное управление) до 5 (полностью автономное).
Уровень 0: без автоматизации
Подавляющее большинство старых автомобилей, которые сегодня встречаются на дорогах, попадают в уровень 0. Это автомобили с ручным управлением, направление и скорость которых в первую очередь контролируются водителем. Не только автомобили, в которых электроника играет второстепенную роль – но даже в машинах нулевого уровня можно встретить различных помощников.
Можно упомянуть, например, систему экстренного торможения, задача которой - снизить скорость (в идеале - остановиться) в случае неизбежного столкновения. Однако при нормальной работе эта система не управляет автомобилем, поэтому она не считается автоматикой. Таким образом, автоматическая система выдает предупреждение и может на мгновение вмешаться, но не имеет постоянного контроля над автомобилем. Например, неисправный радар в некоторых моделях Nissan парализует экстренное торможение
Таким образом, автомобиль нулевого уровня полностью полагается на водителя и оставляет все в его руках (и ногах). Он решает только явно критические ситуации и может предупреждать о неминуемых опасностях, таких как предупреждение о возможном обледенении, предупреждение о выезде с полосы движения, наличие транспортного средства в слепой зоне и т. д.
Уровень 1: помощь водителю
Со временем в автомобилях появился ряд вспомогательных систем, облегчающих водителю управление транспортным средством. Появление различных электронных помощников началось в 1990-х годах и продолжается по сей день.
Типичный элемент автомобилей с заявленной автономностью первого уровня - адаптивный круиз-контроль. В то время как обычный круиз-контроль поддерживает только заданную скорость независимо от окружающих событий, адаптивный круиз-контроль может регулировать скорость движения в соответствии с ситуацией перед вами.
Чаще всего контролирует с помощью радара, который измеряет расстояние до идущего впереди транспортного средства. Основываясь на его изменении, он затем может оценить, ускоряется ли, замедляется ли впереди идущий автомобиль или движется с постоянной скоростью, и адаптировать скорость движения к этому факту.
Автономные транспортные средства уровня 1 могут иметь функцию помощи при парковке, которая сигнализирует водителю о приближающемся препятствии. Автономность первого уровня характерна для большинства производимых в настоящее время автомобилей. В целом можно указать, что водитель и автоматические системы совместно участвуют в управлении транспортным средством.
Однако автомобили уровня 1 по-прежнему почти полностью зависят от водителя, задача которого не только контролировать вождение, но и выполнять все другие операции, такие как изменение направления. Согласно официальной спецификации ОАЭ, автомобили этого уровня выполняют только одно действие, то есть, например, могут изменять скорость или удерживать автомобиль на полосе движения.
Согласно некоторым спецификациям, автоматическое экстренное торможение, которое предупреждает водителя о возможной аварии и при необходимости замедляет или останавливает автомобиль, попадает в автономность первого уровня. Однако об этом нельзя сказать достаточно четко, потому что отдельные уровни не имеют фиксированных границ и переплетаются между собой.
Уровень 2: частичная автоматизация управления
Здесь мы подошли к расширенным системам помощи водителю (ADAS), которые могут контролировать направление и скорость движения в зависимости от условий. К ним относятся автомобили с системой удержания полосы движения и адаптивным круиз-контролем, которые фактически могут двигаться самостоятельно в определенных условиях (обычно на автомагистрали). В такой ситуации автоматическая система берет на себя полный контроль над автомобилем: он ускоряется, тормозит и поворачивает.
Однако все же верно, что главную роль играет водитель, который должен контролировать работу автоматических систем и, при необходимости, брать на себя управление. Поэтому он должен большую часть времени держать обе руки на рулевом колесе или иным образом «доказывать» свою бдительность. В ОАЭ второй уровень считается наивысшим уровнем, на котором автомобиль управляется человеком. Начиная с третьего уровня, автомобиль уже играет главную роль.
Например, машины второго уровня могут самостоятельно передвигаться в составе колонн, могут парковаться или менять полосу движения. Одним из типичных представителей этого типа автономии является умный круиз-контроль Super Cruise, который мы знаем по автомобилям General Motors. Еще один пример автономного автомобиля уровня 2 - Volvo S60 2019 года с автоматическим торможением и функциями Pilot Assist.
Уровень 3: автоматизация условного управления
Мы попадаем на третий уровень, где роль водителя медленно, но верно уходит на второй план и заменяется различными системами, обеспечивающими безопасное вождение. Разница между уровнями 2 и 3 относительно велика с технологической точки зрения, но с человеческой точки зрения она мала, если не буквально незначительна. Третий уровень позволяет водителю удобно расположиться и позволить системе вести машину.
Транспортные средства третьего уровня обладают способностью «воспринимать» окружающую среду вокруг себя и могут принимать собственные решения на основе информации, полученной с камер и датчиков. Например, они могут ускоряться при обгоне медленно движущегося автомобиля. Они могут самостоятельно менять направление, ускоряться и замедляться. Транспортные средства также могут справляться с ситуациями, требующими немедленного реагирования, такими как экстренное торможение.
Системы автономии третьей степени могут быть активированы только в четко определенных обстоятельствах - например, при движении по автомагистрали. В настоящее время самым большим препятствием является законодательство, которое во многих странах не позволяет использовать эти удобства в нормальном режиме.
Транспортные средства уровня 3 по-прежнему требуют присутствия человека за рулем - водитель должен оставаться начеку и быть готовым взять на себя управление в любое время. Однако в большинстве случаев человек за рулем действует в роли «профессионального надзора», но должен быть готов вмешаться в течение ограниченного времени, установленного производителем, если этого требует автомобиль.
У немецкого производителя Audi были большие планы в этом направлении, чья модель A8 L с системой Audi AI и поддержкой Traffic Jam Pilot предлагает 41 систему помощи водителю. В машине используется лидар (похожий на радар, использующий лазерный луч) и несколько других датчиков и сенсоров. Однако в целом по дорогам общего пользования с третьей степенью автономности движется не так много транспортных средств (если таковые имеются).
Уровень 4: автоматизация высокого уровня управления
Ключевое различие между автоматизацией третьего и четвертого уровней заключается в том, что автомобиль может вмешаться, если что-то пойдет не так или система выйдет из строя. В этом смысле эти автомобили большую часть времени не требуют вмешательства человека. Тем не менее, все еще есть возможность взять управление под контроль.
Машины четвертого уровня могут работать в режиме самоуправления. Однако из-за законодательства и инфраструктуры — это возможно только на ограниченной территории - обычно в городских условиях, где максимальная скорость составляет около 50 км / ч.
Поэтому автомобили этого уровня имеют ограниченное пространство, в котором они могут обеспечить все функции автономного вождения. Они работают аналогично геозону для дронов, где есть программно определяемые области, где машина не может работать. Вне этих мест или обстоятельств автомобиль должен иметь возможность безопасно прервать поездку (например, припарковаться на обочине), если водитель не возьмет на себя управление.
На четвертом уровне автомобили могут двигаться, ускоряться и тормозить. Они также могут отслеживать и оценивать состояние дороги и реагировать на препятствия. Автомобиль может определить, когда нужно повернуть, а когда сменить полосу движения. С точки зрения безопасности внимание водителя не требуется - он может спокойно заснуть или покинуть свое место.
Учитывая ограничения, автомобили четвертого уровня чаще всего тестируются как такси или курьеры. Типичным представителем является, например, компания Waymo под крылом Alphabet, которая уже несколько лет управляет беспилотным такси в Аризоне, США. Машины пересекают улицы города без присутствия водителя, что, наверное, является самым большим отличием от предыдущего уровня.
В этот сегмент также направляются совместный проект канадской компании Magna, занимающейся мобильными технологиями, и прокатной компании Lyft. Его цель - предоставить комплектующие, которые могут превратить серийный автомобиль в автономный.
Согласно официальной спецификации, автомобиль с четвертым уровнем автономности не требует какого-либо вмешательства со стороны водителя, то есть в салоне никто не должен присутствовать, чтобы играть эту роль. Однако функции самоуправления будут недоступны в ситуациях, когда не все требуемые условия соблюдены (например, за пределами определенной области).
Уровень 5: полная автоматизация управления
Мы приходим к музыке более далекого будущего и цели, которую, вероятно, будет нелегко достичь (хотя Илон Маск уверенно заявляет об обратном). Транспортные средства пятого уровня вообще не требуют человеческого внимания, и водитель берет на себя роль пассажира на борту.
В официальной спецификации указано, что человек, сидящий на водительском месте, даже не является водителем по своим задачам и обязанностям. Транспортные средства будут полностью «беспилотными» и должны нести полную ответственность за свои действия. Задачей экипажа будет только обозначить цель, настроить кондиционер и работать с информационно-развлекательной системой.
В такой машине можно спать за рулем (что иногда делают некоторые владельцы Tesel со 2 уровнем), смотреть фильмы, отдыхать, читать или заниматься чем-нибудь еще. Более чем вероятно, что автомобили с таким уровнем управления не будут оснащены рулевым колесом, педалями или другими элементами управления.
Еще одно очень принципиальное отличие от четвертого уровня - отсутствие каких-либо ограничений. Транспортные средства будут двигаться независимо от местоположения и текущих условий. В любых обстоятельствах они должны действовать не хуже, чем опытный водитель.
Эти автомобили почти наверняка не будут полагаться только на свой собственный набор датчиков, но будут взаимодействовать с окружающей средой - другими автомобилями и транспортной инфраструктурой. Они не распознают зеленый свет на светофоре с помощью камеры, но получат сигнал для движения от передатчика или через Интернет. Можно сказать, что в то время как современные умные автомобили могут видеть только вокруг себя, автомобили будущего будут «видеть» за углом и будут знать ситуацию в более широкой области.