Свершилось! Электроника автомобилей-беспилотников официально признана как «водитель». Посодействовали этому власти США в лице Национального управления по дорожной безопасности. В обозримом будущем все мы все станем свидетелями того, как общество переходит на робомобили. Готовы ли мы отдать «баранку» электронному разуму? Давайте разберемся, на чём основывается автомобильный робо-транспорт.

Сразу определимся — робокары «уже в городе». Они не прибегая к помощи водителя останавливаются перед красным сигналом светофора, пропускают пешеходов на «зебре», различают второстепенную дорогу и главную… Правда, в этом городе совсем нет людей, а сам он представляет собой испытательный полигон университета штата Мичиган и называется Mcity. Функционирует такой город с июля прошлого года и наравне с аналогичным комплексом Volvo находится на острие робототехнической революции, которая вот-вот захлестнет автомобильный мир.

Машинное зрение

Основным «органом чувств» беспилотных автомобилей является лидар ( LIDAR), который фактически представляет собой лазерный сканер. Принцип его работы имеет много общего с классическим радаром, только погрешность измерения расстояния у него на порядок меньше — менее 2 см. К примеру, концептуальный робокар Audi А7 оснащен лазерным сканером, контролирующим 80 м вперед, при этом он выдает до 100 тыс. импульсов в секунду, что позволяет оценивать обстановку на дороге при очень большой скорости. Настоящим испытательным полигоном для таких устройств стали состязания роботов DARPA Grand Challenge, в которых лидар стал неотъемлемой составляющей машины с автономной системой управления. Фактически монополистом в сфере использования лазеров в качестве сканеров является компания SICK AG — именно их продукция устанавливается на большинство навигационных систем мобильных роботов. Лидар позволяет автономной машине проецировать подробную 3D-модель окрестностей для полноценной ориентации на дороге. Экспериментальный беспилотный Lexus GS, который к Олимпиаде 2020 года обещает сделать товарным, для этого использует сразу 6 лазерных датчиков.

Относительную массовость приобрели ультразвуковые датчики, которые широко представлены в парковочных радарах. Пионером их внедрения в начале 1950х-гг. стала компания Cadillac, которая на основе устрйства УЗ-сонаров существенно упростила парковку своих крупных машин. Нынешние робомобили используют ультразвуковые импульсы для позиционирования автомобиля в окружающей среде с точностью до 1 мм. Радиус действия таких систем невелик (до 8 м), они формируют «ближнее поле» зрения роботизированных транспортных средств, посему в основном их используют для автоматической парковки. Это довольно удобно: тестовый автономный хетч Volvo V40 может самостоятельно занимает паркоместо. Владелец при этом стоит в сторонке и наблюдает, как его автомобиль паркуется вплотную к соседним машина — очевидная экономия места в больших городах. Обратно автомобиль можно автомобиль может выехать по сигналу, полученного через специальное приложение на смартфоне.

Отдельно стоит упомянуть инфракрасные камеры, которые позволяют контрастно и чётко отображать человека и животных в любое время суток и при любой погоде. Но они уже давно и успешно используются в автомобилях премиального сегмента.

Однако ни один из вышеперечисленных датчиков не способен оповестить машину о красном сигнале светофора на перекрестке. Эту работу на себя берут стереокамеры, способные оценивать расстояние до объектов на дороге. В компании Continental предполагают научить их распознавать влажное дорожное покрытие, которое блестит, для адаптации работы тормозов.

Toyota уверена, что камеры можно использовать для обновления навигационных карт. В чем суть задумки? Автомобиль фиксирует, например, новый дорожный знак и совместно с информацией из GPS-приемника регистрирует его на «облачном» центре обработки информации, который доступен всем робомобилям. Благодаря этому будут фиксироваться изменения дорожной инфраструктуры в реальном режиме. В дополнение ко всем указанным датчикам инженеры снабжают автономные машины ещё и коротковолновыми радарами, определяющими основные объекты перед транспортным средством. В итоге экспериментальные робомобили имеют на своем борту целое вооружение из сенсоров, которые основаны на разных физических принципах работы. Например, созданные в рамках проекта Drive Мe экспериментальные автономные Volvo ориентируются в пространстве с помощью 28 датчиков. Зачем столько сенсоров? Беспилотность — это новый уровень развития автотранспорта, где каждая ошибка в проектировании будет стоить очень дорого. Поэтому для надежности необходимо многократное дублирование систем мониторинга обстановки. Что произойдет, если камеры вдруг дадут сбой или будут загрязнены, а на пути неожиданно встанет, скажем, человек? В таком случае его распознают сразу несколько устройств одновременно: лидар, инфракрасная камера, радиолокатор и ультразвуковой сонар. Только в таком формате можно говорить о надёжности робокаров. Как можно видеть, системы безопасности в данном случае аналогичны применяемым в авиационном деле. Незря Volvo заявила, что к 2020 г. ни одна ее машина не попадет в аварию.

Информация, которая поступает от «зрения» автономного авто, требует огромного потенциала для обработки. Центральный блок управления, который выполняет эту функцию, представляет собой достаточно сложную конструкцию, что вынуждает компании, производящие автомобили, обращаться к сторонней помощи. Например, Mobileye и nVidia снабдили 2015 г. Audi графическим процессором блока управления zFAS, который со временем станет «мозгом» всех автономных систем управления немецкой марки. Производительность его впечатляет — в настоящем времени он обрабатывает поток данных с 22 датчиков и является первым подобным устройством в автомобильной технике.

Источник: www.motormania.com.ua