Сочетание возможностей и неопределённости для развития самоуправляемых автомобилей
Сейчас многие поглощены идеями, оживлёнными дискуссиями и решительными мнениями о том, что потребуется для создания «города завтрашнего дня». Важный аспект этого видения – беспилотные автомобили, технология, которая повлияет на многие аспекты нашей повседневной жизни: на то, как мы путешествуем, на создание новых отраслей и рабочих мест, также на их изменение. Мир меняется быстро, и возникает необходимость внедрять инновации, чтобы адаптироваться к нему. Владение транспортными средствами в крупных городах сокращается, поскольку жителям проще, удобнее и выгоднее пользоваться услугами такси. Торговые центры и универмаги борются за выживание с увеличением количества покупок в интернете, а напряжённый образ жизни увеличивает нашу зависимость от служб доставки еды.
Имея все это в виду, пришло время проверить состояние, в котором мы реально находимся с внедрением действительно автономных транспортных средств (AV) и что потребуется, чтобы перевести автономные технологии из «режима сбора данных» в массовое развёртывание для повседневного использования.
Начнём с рассмотрения того, как далеко мы продвинулись в развитии технологий автономного вождения. Глядя на штат Калифорния (единственный штат, где Департамент транспортных средств (DMV) принуждает публиковать отчёты о тестировании AV), двадцать восемь компаний сообщили о своих результатах. В общей сложности эти компании проехали более двух миллионов миль в автономном режиме и столкнулись с 73 550 отключениями (имеется в виду момент, когда система возвращает управление водителю безопасности или когда водитель безопасности должен вмешаться для безопасной эксплуатации автомобиля). Среднее количество отключений на милю составляло пять на 1000 миль. При таком уровне согласованности Калифорнийское управление транспортных средств смягчило правило о наличии безопасного водителя, когда автомобиль движется в автономном режиме.
Калифорния (штат США) недавно также открыла двери для испытаний лёгких автономных грузовиков, категории, которая включает в себя пикапы, универсальные фургоны и минивэны. Эта наглядность отчётности, хотя и даёт преимущество в обучении граждан, также требует более подробной информации, чтобы делать значимые выводы. Например, если компания сообщает о разъединении, происходящем из-за проблем с восприятием, текущие правила DMV не обязывают компанию сообщать о том, какой объект вышел из строя (или неоднократно выходит из строя), об его идентификации или классификации. При отсутствии стандартного процесса или методологии проверки точности данных, эффективность отчётов сомнительна с точки зрения повышения доверия общественности к технологии.
По ту сторону Тихого океана Китай должен стать крупнейшим рынком для AV. Согласно отчёту «МакКинси»: «В 2040 году AV смогут составить до 66% пройденных пассажиро-километров, что принесёт рыночный доход в размере $1,1 триллиона от услуг мобильности и $0,9 триллиона от продаж AV к тому году».
В декабре 2017 года Пекин стал первым городом, принявшим правила для беспилотных автомобилей на дорогах города; за ним последовал Шанхай. Впоследствии, в феврале 2018 года, Пекин открыл первый испытательный центр для AV. Инновационный объект площадью 133 000 кв. м имитирует реальные условия испытаний с множеством статических и динамических сценариев движения на городских и сельских дорогах. Китайское правительство вложило значительные средства и выделило большие суммы денег и ресурсов для поощрения компаний к разработке самых передовых технологий для быстрого роста на этом рыночном пространстве. Китай хочет позиционировать себя как технологического лидера на рынке AV.
Европейский союз (ЕС) также чётко осознаёт преимущества AV и то, насколько всеобъемлющим может быть их влияние. Существует тесное сотрудничество между государствами-членами, обеспечивающее широкое развёртывание, согласованность и общность технологий автономного вождения в разных странах. Это видно из Венской конвенции о дорожном движении, которая требует последовательного регулирования дорожного движения через границы. Это ещё больше усиливает последовательность в создании автомагистралей, соединяющих города, что способствует тестированию AV. Кроме того, ЕС разработал план, согласно которому беспилотные грузовики будут курсировать между городами всего через какие-то два года. Сокращение времени транзита и затрат на топливо — лишь некоторые из многих ожидаемых преимуществ.
Германия была одной из стран, легализовавших беспилотники на дорогах, хотя и с безопасными водителями. В настоящее время в Голландии разрешено тестирование AV без присутствия и контроля со стороны водителя. Швеция предоставила платформу для тестовых программ с участием микроавтобусов, где несколько компаний проводят широкомасштабное и амбициозное развёртывание автономных автобусов.
Сенсорные технологии – важнейший компонент, обеспечивающий работу AV. Они дают возможность обнаружения объектов на пути транспортного средства и действуют как глаза, предоставляя данные, на основе которых могут приниматься автоматизированные решения.
Камеры, как мастер классификации и интерпретации текстур, на сегодняшний день являются наиболее коммерчески жизнеспособным вариантом сенсора. Датчики изображения CMOS — основной компонент камер — прошли долгий путь со времён красивых фотографий и селфи.
Эти датчики эволюционировали от датчиков, предназначенных только для просмотра, к датчикам, обеспечивающим просмотр плюс восприятие. Это основные датчики, используемые для таких функций, как ADAS и распознавание сигналов светофора. Собранные датчиком данные передают жизненно важную информацию в процесс принятия решений об автомобиле. Датчики изображения CMOS, используемые сегодня в AV, оснащены очень продвинутой функциональностью, позволяющей им эффективно справляться со всеми сценариями вождения в любых условиях окружающей среды.
Высокий динамический диапазон (HDR) является ключевым и критическим параметром технических характеристик сенсоров камеры. Это способность сенсора видеть между самой тёмной и самой яркой частью сцены в одном кадре без перенасыщения или недонасыщения. Другими словами, датчик должен быть невосприимчив к изменяющимся условиям окружающего освещения, например к внезапному воздействию яркого солнечного света или отражения, или к перемещению в туннеле и из туннеля при дневном свете.
Еще одна тенденция для автономного вождения — датчики с более высоким разрешением. Это обусловлено необходимостью в том, чтобы автономные автомобили видели дальше и в то же время могли обнаруживать объекты всех размеров. По сути, это даёт возможность увеличить количество пикселей на градус объекта, делая работу алгоритмов автономного вождения более эффективной как при обнаружении объектов, так и при их классификации.
Компании, работающие в сфере LiDAR, также привлекли большое внимание инвесторов. Эта технология бесценна для беспилотных автомобилей, хотя и может стоить очень дорого. Способность LiDAR создавать трёхмерное облако точек отличает его от других технологий наблюдения. Она также даёт автомобилям возможность видеть сигналы рук пешеходов или велосипедистов, а затем соответствующим образом корректировать вождение. Диапазон, разрешение и частота вращения / частота кадров являются другими важными параметрами при выборе LiDAR. Новейшая технология LiDAR позволяет видеть на расстоянии более 200 метров. Идея заключалась не только в обнаружении объекта на дороге, но также в возможности классифицировать и обеспечивать обратную связь с системой принятия решений и изменять курс транспортного средства по мере необходимости. Отражательная способность объектов также играет жизненно важную роль. В то время как текущий LiDAR может обнаруживать объекты с высокой отражательной способностью на расстоянии, всё ещё необходимо делать работу по обнаружению чрезвычайно низкой отражательной способности на больших расстояниях.
Радар — ещё один часто обсуждаемый тип датчика, который имеет решающее значение для будущего автономного вождения. Уникальные преимущества радара проявляются при работе в темноте и при любых погодных условиях. Миллиметровые волны (mmWave) — это особый класс радиолокационных технологий, в которых используются коротковолновые электромагнитные волны и которые становятся популярными для приложений автономного вождения.
Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал