Во вторник на полигоне НАМИ прошел финал Зимнего города, и я не никак не думал, что технологический конкурс может быть настолько неожиданным, спорным и местами даже драматичным.
Зимний город – это русская версия DARPA Grand Challeng, известного соревнования, первоначально запущенного Минобороны США в 2004 году для разработки военных машин, способных самостоятельно передвигаться по пересеченной местности, полной песка, мин и нефти. В дальнейшем конкурс трансформировался в соревнование беспилотных автомобилей в городских условиях. По сути, благодаря этому конкурсу сформировалась вся американская селф-драйвинг индустрия.
В нашей версии беспилотники должны были бороться со сложными условиями русской зимы – низкие температуры, скользкое покрытие, припорошенные снегом линии разметки и дорожные знаки, снегопад, мешающий системам технического зрения. На деле на улице было +4 градуса, и организаторам пришлось специально привезти на трассу снег и сделать имитацию заснеженных знаков. В конечном счете зимний город вообще стал ночным, но об этом позже. Организаторы конкурса – РВК, Сколково и АСИ. Главный приз – 175 миллионов рублей.
Материал подготовлен Телеграм-каналом Беспилотный Запорожец
Команды
Итак, в финале конкурса, который начался еще летом 2018 года, оказались 5 команд – НГТУ (Нижний Новгород), StarLine (Санкт-Петербург), Авто-РТК (Таганрог, Курск), Зимний город МАДИ (Москва) и BaseTracK (Москва).
У меня было примерно полчаса, чтобы походить по боксам перед стартом. С некоторыми из команд, например BaseTrack и StarLine, я уже был знаком.
НГТУ
Команда из Нижнего Новгорода использует ГАЗель на электротяге. Этот момент окажется важным впоследствии. Заглянуть внутри машины возможности не было.
StarLine
Команда StarLine выбрала в качестве базы Skoda Superb. По количеству сенсоров это, пожалуй, самый мощно укомплектованный автомобиль среди всех финалистов и наверное самый дорогой по стоимости всего оборудования. Одних лидеров я насчитал 5 штук. Виден большой опыт команды в работе с железом.
Авто-РТК
Команда Авто-РТК. Аккуратные решения по размещению оборудования, чувствуется хорошая инженерная школа.
В одном из материалов про команду читал, что у них были проблемы с доступом к мозгам машины по CAN-шине, поэтому были использованы альтернативные решения для контроля некоторых управляющих элементов – видел снимок, где режимы работы АКПП переключались с помощью механического рычага.
Зимний город МАДИ
Команда МАДИ использует Фокус с одним лидаром, пообщаться с командой к сожалению не получилось.
BaseTrack
У ребят из BaseTrack также электрическая ГАЗель. Использование электромобиля упрощает некоторые моменты при постройке беспилотника. Но у каждой медали есть обратная сторона – также, как и для команды НГТУ, это окажется важным впоследствии.
У BaseTrack особый путь. Это единственная команда, которая использует альтернативный подход к беспилотным режимам движения. Их машина едет по жестко прописанной заранее виртуальной траектории, как по рельсам. С одной стороны это дает повышенную надежность, с другой – сильно ограничивает области применения технологии.
Условия финального конкурса
Цель соревнования – первым приехать к финишу, преодолев технологический барьер в 50 пройденных километров менее чем за три часа. Три часа – общее время с учетом возможных штрафов, которые начисляются за нарушения – превышения скорости, проезды на красный свет (+10 минут), наезд на стоп-линию (+1 минута) и так далее. Полный технический регламент и конкурсное задание можно скачать на сайте конкурса, про штрафы – на 18 странице.
50 километров были разбиты на 10 кругов, по 5 километров каждый. На каждом круге машина должна была проезжать 27 чекпоинтов (каждый раз одних и тех же) по любой удобной траектории. Например, команда StarLine ни разу не проезжала под железным навесом, который имитировал туннель и возможно влиял на точность сигнала GPS.
Командам предоставлялась HD-карта дороги, составленная командой МосТрансПроекта, что на порядок снизило сложность задачи.
Для того, чтобы машины могли ориентироваться в пространстве, а не быть, как человек в темной комнате, создана электронная карта полигона Центра испытаний «НАМИ». Карта — цифровой двойник полигона. В ней отображена вся информация о границах дорог, разворотах, ограничениях скорости, остановки, разметка и все другие данные.
Для построения карты полигона НАМИ специалисты применили три независимых подхода. Первый: ортофотосъемка (фотографический план местности на точной геодезической опоре, полученный путём аэрофотосъёмки) с помощью дронов, второй — лазерное сканирование местности с использованием дорожной лаборатории и третий — сбор геодезических данных координат местности с помощью GPS-приемника. Точность карты составила 3 сантиметра.
Информация с сайта Сколоково
Получается, что командам нужно было распознавать только сигналы светофоров и другие автомобили на трассе. Помимо автомобилей команд, по трассе специально ездили живые люди (их прозвали имитаторами) на дрифтовых корчах с каркасами безопасности – в основном “жиги”, один Nissan 180SX и мерин. Эти машины нужны для были для более правильной имитации городского движения.
В каждой машине (и команд и имитаторов) были расположены трекеры от организаторов, которые измеряли пройденное расстояние и передавали координаты машины, позволяя зрителям наблюдать за происходящим в реальном времени на большом экране. Также по полигону были расставленны 12 камер, показывающих основные точки трассы.
Мне понравилась конфигурация трассы обилием различных объектов – железнодорожные пути, пешеходные переходы, лежачие полицейкие, участки с односторонним движением, нерегулируемые перекрестки, участки с грунтовой дорогой, проезды через парковку, круговое движение.
Пешеход переходит дорогу
Стартовали команды одновременно, но в разных частях трассы.
Гонка
Около половины третьего прозвучал сигнал, и все началось. Машины поехали, люди поехали, в гланом шатре – команды за мониторами, на сцене комментаторы рассказывают о происходящем.
Проходит около 20 минут чистого времени гонки, я успел везде походить, немного поснимать происходящее. Появились явные фавориты – команда Авто-РТК, и вплотную к ней двигающаяся команда StarLine, далее шли остальные – МАДИ, BaseTrack и НГТУ.
И тут в конце первого круга на 20 чекпоинте автомобиль МАДИ останавливается, выехав на нерегулиремый перекресток после большой петли. Я отметил его на карте, назвав Перекерсток судьбы, (дальше вы поймете почему):
На этот перекресток автомобили выезжают после двухполосной дороги с односторонним движением. Ford МАДИ двигался по правой полосе. Очень скоро в этой полосе его догнал автомобиль команды BaseTrack и остановился, не выезжая на перекресток. Остальные команды сначала объежали образовавшийся затор по левой полосе.
Но на повторном проезде этого участка, автомобиль StarLine, двигаясь по левой полосе, внезапно остановился, не доезжая примерно полтора корпуса до BaseTrack.
Дальше за Шкодой StarLine появилась Kia Авто-РТК. Увидев в своей полосе препятствие в виде машины StarLine, Kia перестроилась в правую полосу. И наткнулась там на уже стоящий BaseTrack (который, напомню, остановился из-за застывшего автомобиля МАДИ). После этого машина Авто-РТК попыталась перестроиться обратно на левую полосу, проехав между стоящими StarLine и BaseTrack. В принципе, места там хватало и водитель-человек выполнил бы маневр, но алгоритмы выбрали острожный путь – не рисковать, и автомобиль остановился по диагонали между на двух полосах. В конце концов в хвост пробки по правой полосе подъехала ГАЗель команды НГТУ и теперь уже встали все беспилотники окончательно.
После длительного простоя стало понятно, что само по себе в беспилотном режиме уже ничего не произойдет, машины перевели в желтый режим паузы и команда судей стала решать, что делать. У судей вообще была в этот день самая сложная работа.
После обсуждений было принято решение дисквалифицировать команду Авто-РТК, так как после окончания имено маневра Kia оказались заблокированы обе полосы и дальнейшей движение по трассе стало невозможным. В этом конечно есть своя логика, нужно детальнее изучать технический регламент соревнования, чтобы оценить, насколько решение было справедливым.
Мне оно не понравилось по нескольким причинам, по-моему нужно было дисквалифицировать команду МАДИ, так как:
- во-первых, именно из-за их машины оказались заблокированы остальные;
- во-вторых, хотя машину МАДИ изначально можно было объехать по другой полосе, Ford МАДИ находился на перекрестке без движения, что нарушает ПДД и не является стандартной дорожной ситуацией;
- в третьих, дисквалификация Авто-РТК ничего бы не меня ла – было ясно, что машина МАДИ стоит намертво, автомобиль BaseTrack не сможет продолжать движение из-за особенностей технологии (их машина ездит по виртуальным рельсам, жестко заданной траектории), пока не сдвинется машина МАДИ, автомобиль StarLine по каким-то причинам не собирался продолжать движение по левой полосе, а у стоявшего в хвосте НГТУ даже не было вариантов.
Итак, в ручном режиме убирают Kia Авто-РТК, автомобили переводят из желтого режиме технической паузы в зеленый режим беспилотного движения и... ничего не происходит. Автомобиль МАДИ продолжает стоять, за ним вплотную стоит ГАЗель BaseTrack, чуть подальше на левой полосе – Skoda StarLine, в правой – ГАЗель НГТУ.
В какой-то момент StarLine начинает движение задним ходом, потом останавливается и ныряет в правую полосу, вклиниваясь перед ГАЗелью НГТУ. Теперь точно все, больше эта пробка с Перекрестка Судьбы никуда не сдвинется.
Идет долгое время ожидания, судьи спорят, пытаются принять решение. Чистого времени гонки прошло около 50 минут, но реального времени ожидания, со всем включенным оборудованием, несколько часов.
Время 5 вечера, уже совсем темно, ухожу на обед. Тут кому-то по рации сообщают, что в 6 часов будет полный рестарт конкурса с сохранением пройденной дистанции и прошедшего чистого времени.
Рестарт
Помните, я писал, что команды BaseTrack и НГТУ используют электрические ГАЗели? Так вот, час движения и несколько часов в режиме ожидания со всем включенным оборудованием привели к тому, что у команд уже не оставалось запаса энергии, чтобы проехать дистанцию доконца после рестарта. Поэтому, командам пришлось отказаться от участия в рестарте конкурса, и подавать аппеляцию, так как по их мнению в связи с рестартом был нарушен технический регламент. Почему в рестарте не участвовала команда Авто-РТК – от того что их ранее дисквалифицировали и не допустили к рестарту или потому что они сами по каким-то причинам отказались, я не знаю.
Итак, в 18-20 звучит стартовый сигнал, оставшиеся две машины – Ford МАДИ и Skoda StarLine начинают движение.
Машины едут в хорошем темпе, но StarLine – явный фаворит. Через несколько кругов Ford останавливается перед светофором, пропускает один зеленый, потом второй... За машиной собирается пробка – две машины с имитаторами, после – беспилотник StarLine.
Возможности объехать Ford, не нарушая ПДД нет, встречка отделена сплошной. Судьи дают кажется 3 минуты на возобновление движения.
Ситуация не меняется, команду МАДИ дисквалифицируют. В ручном режиме машину увозят с трассы. Теперь остается только Шкода StarLine, несколько машин имитаторов и технологический барьер.
В одиночестве
В очень хорошем темпе, проезжая пятикилометровые круги меньше чем за 15 минут, автомобиль StarLine уверенно движется к преодолению технологического барьера и главному призу в 175 миллионов рублей. В таком режиме проходит больше часа, всем становится очевидно, что гонка близится к понятному финалу. Возросший темп прохождения трассы по отработанной траектории позволяет предположить, что автомобиль приедет к финишу с хорошим запасом по времени в минут 30-40.
Внезапно объявляют техническую паузу по просьбе судей. Оказывается, дает сбой оборудование, предоставленное организаторами – трекер в машине StarLine периодически теряет сигнал.
Замена трекера, двухминутная готовность, и гонка продолжается. Снова проблемы с трекером, опять замена. Все немного волнуются, предвкушая скорый торжественный финал.
Снова звучит сигнал технической паузы, но на этот раз дело не в трекере, что-то произошло на Перекрестке Судьбы. Выходим из шатра, двигаемся по мосту в сторону перекрестка вдоль трассы. Чем ближе подходим, тем выше напряжение, кто-то говорит об аварии. Инстинктивно переходим на бег, достигаем места. ДТП! Шкода воткнулась мордой между двух бетонных блоков. Помят и расколот бампер, немного крыло, погнуто крепление лидара.
Вызывают эвакуатор с манипулятором, он не может проехать к месту происшествия – обе полосы заблокированы остановившимися машинами имитаторов. Один из имитаторов пытается открыть водительскую дверь дверь жиги, ее заклинило, кто-то кричит на него, чтобы поскорее убрал машину, он пролезает через пассажирскую дверь.
К этому моменту приезжат второй эвакуатор на всякий случай, потому что кажется что машина висит передом на бетонном блоке. Манипулятор сдвигает блок, команда отгоняет машину.
Собираются судьи, команда с инженерами на борту проезжает несколько десятков местров, проверяют и настраивают оборудование, вероятно отключают передний лидар.
Команда сообщает о готовности продолжать участие в соревновании. Люди вокруг не понимают, возможно ли это в соответствии с техническим регламентом – все наблюдали, как сняли команду Авто-РТК за остановку, потом команду МАДИ, неужели разрешается продолжить движение после ДТП?
Оказывается да. Несмотря на аварию и повреждения, автомобиль продолжает движение, проезжает итоговые 50 километров с чистым временем в 2 часа 47 минут и останавливается.
Уже позже все узнают, что по решению судей команда получила штрафов на 73 минуты, таким образом не преодолев технологический барьер.
Зимний Город 2019 года остается без победителя.
P. S.
Когда в Штатах 14 марта 2004 года стартовал первый конкурс DARPA Grand Challenge, ни одна из команда не доехала до финиша трассы длиной в 150 миль. Лучший результат показала команда из университета Карнеги Мелон на автомобиле Humvee, и он составил всего лишь очень скромные 7.3 мили.
Но всего лишь через год, на следующем конкурсе, всю дистанцию преодолели сразу 5 машин, причем первые четыре – с минимальной разницей во времени – 6:54, 7:05, 7:14, 7:30!
Люди, участвовавшие в этих конкурсах, впоследствии основали важнейшие компании в индустрии, например проект Chauffeur, всем известный сейчас как Waymo – подразделение Google по беспилотным технологиям.
Жизнь – не идеальная, но очень интересная история.
Материал подготовлен Телеграм-каналом Беспилотный Запорожец