Как сделать автопилот на машине
Обновлено: 06.07.2024
— Каков принцип работы системы?
Д.Ш.: С помощью набора камер и сенсоров она создает 360-градусную картину вокруг автомобиля, анализируя и идентифицируя объекты для расчета безопасного и оптимального пути. Но самое главное – это обучение системы, которое производится с учетом того круга задач, которые будут стоять перед ней в дальнейшем.
— Как выглядит обучение?
Д.Ш.: Обучение начинается в дата-центре. Используются миллионы изображений различных объектов с целью научить систему распознавать типы автомобилей, пешеходов дорожные знаки и другие предметы. Из этого формируется базовый словарь того, что система должна распознавать. В дополнение используется множество видеозаписей с камер, установленных на авто. Так система научится понимать, как эти предметы двигаются и чего от них можно ожидать. Этот процесс может занимать от нескольких недель до нескольких месяцев, формируя самообучающуюся нейронную сеть.
После того, как вся эта информация обработана, начинается интенсивное тестирование, чтобы убедиться, что система безопасна и работает правильно. В этом процессе активно используются симуляторы, равно как и во время обучения.
— На видеоролике видно, как машина достаточно быстро едет по грунтовке. Способна ли она вовремя обнаруживать опасные предметы?
Д.Ш.: Во время управления автомобилем люди постоянно следят за дорогой и делают все, чтобы избежать наезда на различный мусор, камни или сбитых животных. Поскольку автопилот учится у людей и подражает им, он также старается объезжать все возникающие препятствия. И чем больше система учится, тем лучше будет распознавать различные опасности вне зависимости от того, едет ли машина по шоссе или по сельской дороге.
Ключевое преимущество нейронной сети глубинного обучения состоит в том, что она может достигнуть уровня суперчеловека, прогнозировать поведение других машин и своевременно реагировать.
— Как поведет себя система в случае неизбежного столкновения? Чья жизнь будет спасена, водителя или пешехода?
Д.Ш.: Главная задача автономных систем – не попадать в такие переплеты. Искусственный интеллект с органами чувств, как у суперчеловека, позволяет избежать основной массы проблемных ситуаций. Автопилот ничего не разглядывает на экране своего смартфона, его не отвлекают пассажиры, и он не спит за рулем. Однако могут случаться и непоправимые ситуации. В этом случае поведение автомобиля будет зависеть от того, как того захочет автопроизводитель. Со своей стороны мы лишь можем сказать, что наши автопилоты способны снизить количество инцидентов на дорогах в разы.
— Кто будет отвечать за инциденты, произошедшие по вине автопилота?
Д.Ш.: Недавно Volvo заявила, что будет нести полную ответственность за все инциденты со своими автомобилями, если те передвигались в режиме автопилота. Таким образом они свидетельствуют об уровне надежности и безопасности системы. И мы не удивимся, если другие автопроизводители последуют ее примеру.
Система может обрабатывать данные с двенадцати камер, лидара, радара и множества ультразвуковых датчиков. Для примера, Tesla в своих машинах использует восемь камер, один радар и ультразвуковые сенсоры.
— А почему они не используют лидар?
Д.Ш.: Система может работать с разным набором датчиков, используя сильные стороны каждого из возможных типов. Какие датчики использовать – решает производитель авто. По мере того, как стоимость лидаров продолжит снижаться, все большее количество производителей станут использовать их в своих автономных системах управления.
— Как так получилось, что Tesla первая вывела автопилот на массовый рынок?
Д.Ш.: Если говорить не только о внедрении, но и разработке, то Tesla –не первая компания, кто объявила об использовании Drive PX 2. Но с точки зрения инноваций, они действительно во многих вещах были пионерами. Сейчас все выпускаемые ими машины имеют предустановленную систему DrivePX 2, работающую пока в фоновом режиме и накапливающую данные. В нужный момент они активируют ее с очередным программным обновлением.
— Кто еще из автопроизводителей использует ваши системы?
Д.Ш.: Сейчас это более 80 компаний, начиная от крупнейших мировых производителей и заканчивая стартапами. Среди тех, кто уже публично объявил о своих проектах:Tesla, Volvo, Baidu, Roborace для автономных гоночных машин и Nutonomy и WEpod для систем общественного транспорта и такси.
Также с нашими системами работают в Audi, BMW, Ford и Mercedes-Benz. Мы ожидаем, что в 2017 году последует целая чреда анонсов новых машин с автопилотами.
Что имеют в виду, когда говорят об автопилотах автомобилей "Уровень 4" или "Уровень 5"? Что это за уровни, и кто их определяет?
"Уровни" устанавливаются организацией SAE International. Это профессиональная ассоциация инженеров-автомобилестроителей, и уровни автономности кратко описывают, как далеко продвинулась конкретная система автоматизации задачи вождения транспортного средства. Стандарты SAE были приняты к использованию государственными регуляторами, инженерами и автопроизводителями, а также инвесторами.
Стандарты SAE описывают шесть уровней автоматизации: от его абсолютного отсутствия до полностью автоматизированной системы управления, что означает систему, которая в любой ситуации ведет себя как квалифицированный водитель.
Не всегда легко понять, в чем именно заключаются эти стандарты. Как и следовало ожидать от общества инженеров-автомобилестроителей, собственные описания уровней SAE изобилуют жаргонизмами и трудны для неспециалиста. Но они обретают смысл, когда объясняются простым языком – как раз то, что вы найдете ниже.
Что такое автономное вождение?
Есть еще одна вещь, которую нужно знать, и очень важно иметь в виду, когда вы оцениваете требования к конкретным системам:
Уровень, присвоенный данной системе, присваивается ее изготовителем. На данный момент нет независимого или государственного учреждения, удостоверяющего систему как Уровень 3 или Уровень 4 или что-то еще. До тех пор, пока это не изменится, уровни лучше всего воспринимать как утверждения производителя: они могут быть немного оптимистичными, поэтому будьте осторожны.
1. Стильная и независимая: Tesla Model S
Первое место в рейтинге занимает детище Илона Маска – Tesla Model S. Это невероятно умный автомобиль с 3 уровнем самодостаточности. Машина с автопилотом Enhanced Autopilot оборудована 12 сверхзвуковыми датчиками и 4 камерами, за счет которых и осуществляется управление.
Машина умеет самостоятельно:
- парковаться;
- встраиваться в полосу;
- ездить по улицам города;
- переходить с одной трассы на другую;
- останавливаться при обнаружении препятствия.
Планы на будущее: Компания Tesla Motors уверенным шагом идет к 5 уровню самодостаточности. По мнению инженеров фирмы, серьезный прорыв произойдет в ближайшие 2-3 года.
Интересно! В беспилотной машине останется руль, ведь компания не хочет лишать автомобилистов радости вождения.
2. Роскошный седан Audi A8
Машина может самостоятельно:
- парковаться (даже без водителя в салоне);
- ездить по улицам города;
- останавливаться перед препятствиями;
- осуществлять маневры средней сложности.
Ауди А8 можно было бы сравнить с Tesla, но есть несколько нюансов! Полный автопилот работает только на скорости до 60 км/ч и на дорогах, где встречная полоса отделена жестким ограждением.
3. Умная роскошь: Mercedes-Benz S-Class
Компания Mercedes-Benz тоже работает над автомобилями с автопилотом. В плане самостоятельности машины бренда не дотягивают до Tesla или Audi, но уже вплотную приблизились к 3 уровню автономности.
Сейчас в немецких автомобилях стоит система Intelligent Drive, которая получает всю необходимую информацию с радара, камер и датчиков.
Машины данной серии способны самостоятельно:
- обрабатывать информацию о маршруте;
- регулировать скорость;
- останавливаться, если водитель отпустил руль или уснул;
- перестраиваться из полосы в полосу;
- останавливаться при обнаружении преград.
4. Self-Driving Car от Google
Ключевым лидером на рынке беспилотных автомобилей стала компании Google со своим проектом Waymo. Инженеры бренда еще в 2011 году успешно протестировали свое оборудование на машинах Toyota, Lexus и Audi. Сейчас фирма начала выпуск Self-Driving Car.
Электрокары от Google могут самостоятельно:
В автомобилях Self-Driving Car отсутствует не только руль, но и педали газа и тормоза.
Планы на будущее: сейчас, цифровой гигант обкатывает и дорабатывает свою систему, но уже в 2020 году планирует наладить серийный выпуск беспилотных машин.
Чего стоит ждать?
Разработкой машин с автопилотом занимаются многие компании, среди которых Nissan, Uber, Volvo, BMW, Ford и т.д. Но пока их системы имеют только 2 уровень самодостаточности. Ближе всего к созданию полностью беспилотной машины подошли Google, Tesla Motors и Audi. Именно у этих компаний есть реальный шанс сделать автомобиль с 5 уровнем самодостаточности в ближайшие несколько лет.
Называют это явление по-разному, автономное управление, беспилотные автомобили, автопилот. Последнее пришло из авиации, где давно и надёжно используется, а значит, оно наиболее точное.
Компьютер под управлением сложной программы, снабжённый системой технического зрения и получающий информацию из внешней сети, вполне способен заменить водителя. Но вопрос надёжности, как ни странно, в автомобильной технике стоит куда жёстче, чем в авиации. Места на автодорогах не так много, как в воздухе, а правила движения не так чётко выполняются.
Зачем нужен в машине автопилот
Строго говоря, автопилот не нужен. Водители и так прекрасно справляются, особенно при содействии уже имеющихся вполне серийных электронных помощников.
Их роль состоит в обострении реакций человека и придания ему тех навыков, которые могут получить лишь единицы спортсменов после многолетних тренировок. Хороший пример – работа антиблокировочной системы тормозов и всевозможных стабилизаторов на её базе.
По теме: Как заводить машину на механике и автомате
Но технический прогресс не остановить. Автопроизводители видят в образе автономных машин не столько будущее, сколько мощный рекламный фактор. Да и располагать передовыми технологиями полезно, они могут понадобиться в любой момент.
Развитие идёт постепенно. Классифицируется несколько уровней интеллекта искусственного водителя:
Даже сейчас реально имеются серийные автомобили, лишь приблизившиеся к середине этой условной шкалы. К тому же, по мере расширения искусственного интеллекта придётся растягивать по функциональности пока не освоенные уровни.
Принцип работы
Основы автономного вождения достаточны просты – автомобиль осматривает дорожную обстановку, оценивает её состояние, предсказывает развитие ситуации и принимает решение по действию с органами управления или пробуждению водителя. Однако техническая реализация неимоверно сложна как по аппаратному решению, так и по алгоритмам программного управления.
Техническое зрение реализуется по известным принципам просмотра обстановки в различных диапазонах электромагнитных волн и акустических воздействий на активные и пассивные датчики. Для простоты их называют радарами, камерами и сонарами.
Полученная комплексная картинка передаётся в компьютер, который моделирует обстановку и создаёт образы, оценивая их опасность. Основная сложность заложена именно здесь, софт плохо справляется с распознаванием.
Борются с этой задачей разными способами, в частности, внедрением элементов нейросетей, получением информации извне (со спутников и от соседних автомобилей, а также сигналами дорожного обеспечения). Но уверенного стопроцентного распознавания нет.
Имеющиеся системы регулярно дают сбои, а каждый из них может закончиться очень печально. И таких случаев уже достаточно. На счету автопилотов имеется несколько вполне конкретных человеческих жертв. Человек просто не успевал вмешаться в управление, а иногда система даже не пыталась его предупредить или передать контроль.
Какие бренды выпускают авто с автопилотом
Экспериментальные автономные машины были созданы уже давно, как и внедрены элементы первого уровня на серийной продукции. Второй тоже уже освоен и активно используется. Но первая серийная машина с сертифицированной системой третьего уровня выпущена совсем недавно.
Это удалось известной своими новаторскими решениями компании Honda, и то, в основном только потому, что Япония игнорирует международные конвенции по безопасности.
Honda Legend Hybrid EX обладает способностью полностью автоматически вести машину в пробках, менять полосу, совершать обгоны, и от её водителя не требуется постоянно держать руки на руле.
Именно эта быстро возникающая привычка, как считают эксперты, и не даст быстро узаконить даже системы третьего уровня. Водители начинают слепо доверять автопилоту и перестают следить за дорогой. Ошибки автоматики, которые пока неизбежны, в этом случае обязательно приведут к аварии с тяжёлыми последствиями.
Известны передовые разработки компании Tesla, которая последовательно внедряет автопилот на своих машинах. Регулярно получая от своих клиентов судебные иски, которые неправильно понимают возможности автономного управления и не умеют им правильно пользоваться, поэтому выше второго уровня Tesla пока не поднимается.
Всего в мире второй уровень освоили около 20 компаний. Но только единицы обещают в ближайшем будущем подняться чуть выше. Это Tesla, General Motors, Audi, Volvo.
Прочие, подобно Honda, ограничиваются местными рынками, отдельными функциями и опытными образцами. Некоторые фирмы интенсивно работают в направлении автономного управления, не являясь при этом автомобильными гигантами. В их числе Google и Uber.
Частые вопросы по беспилотному транспорту
Появление потребительских вопросов по автопилотам связано с тем, что основная масса водителей плохо понимает, что такое научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, а в данном вопросе – ещё и как они связаны с законодательством.
Кто тестирует машины
На тестирование машин в реальных условиях необходимо получать специальное разрешение, предварительно доказав, что безопасность обеспечена. Поэтому заняты этим, помимо ведущих производителей, ещё и компании, занимающиеся перевозками.
Их финансовые возможности позволяют инвестировать в появление будущих дорожных роботов. Многие уже заявили конкретные даты, когда такие машины поступят в реальную эксплуатацию.
Кто будет виноват в случае ДТП
Пока законодательство предусматривает ответственность человека за рулём. Правила пользования автопилотами составлены так, что компании-производители от проблем уйдут, жёстко предупреждая покупателей о необходимости постоянного контроля за действием роботов.
В реальных ДТП совершенно ясно, что происходили они формально полностью по вине человека. Он был предупреждён, что автомобиль не гарантирует стопроцентное срабатывание систем распознавания, прогнозирования и предотвращения происшествий.
Когда человека за рулем сможет заменить машина?
Несмотря на обилие конкретных сроков реализации подобных проектов, все, которые уже прошли, были перенесены на будущее. Положение дел таково, что существующие прогнозы также не будут выполнены, поэтому в обозримом будущем полностью автономные автомобили не появятся, задача оказалась слишком сложна для оптимистов, которые планировали её быстро решить и на этом заработать.
Пока на прорывных технологиях можно только потерять средства и репутацию. А увлечение нейросистемами может привести к худшим результатам.
Уже доказано, что слишком умные автомобили могут начать лихачить на дорогах не хуже молодых начинающих водителей с теми же последствиями.
Читайте также: