Принцип работы автопилота Tesla – просто о сложном! Автопилот в автомобиле
Автопилот для машин: как работает и зачем нужен?
Не для кого не секрет, что все больше производителей автомобилей смотрят в сторону автономного управления транспортом. Появления полностью беспилотной машины лишь вопрос времени. Такие гиганты как Tesla вовсю внедряют автоматическое управление машиной, при помощи компьютера и вскоре мы увидим, как машина самостоятельно смоет передвигаться по любым дорогам и доставлять человека в любую точку на карте, без единого прикосновения приборов управления транспортом.
Многие двигаются в этом направлении, и даже компании, изначально ни как не связанные с автомобилестроением, все же пробуют свои силы в данном направлении. Само близко приближенная компания к полностью автономной машине, считается выше упомянутая Tesla. По сути компания находится в режиме бета-теста, так как на данном этапе исключить водителя не получается, в основном из -за того, что не получается создать сто процентную безопасную систему. Но все недоработки выявляются на уже выпущенных моделях и в кротчайшие сроки устраняются. Надо полагать, что когда эксплуатируемые автомашины перестанут отправлять отчеты о багах и прочих дефектах, то следующим шагом будет полное исключения человека за рулем.
Для чего же нужен автопилот
Преимущество использования автопилота может быть неоспоримым. Мелочи, на подобии автоматической парковки, были придуманы еще до Tesla и разрекламированы по всему миру. Основными целями автопилота должны быть безопасность и комфорт.
Под комфортом можно подразумевать полное расслабление в дороге, отвлечение от напряженного управления транспортом. Вспомните хотя бы, как тяжело стоять в пробке, где постоянно приходится выдавать алгоритм: газ- тормоз. А теперь представьте себе, каково сидеть в машине, которая сама трогается вместе с потоком и сама останавливается, и все, что Вам необходимо, это указать машине, куда она должна Вас доставить. Машина сама проедет пробку (вероятно даже выстроит маршрут, по которому можно будет объехать затор), сама припаркуется и будет ждать дальнейших указаний!
Что касается безопасности, то не для кого не секрет, что компьютер всегда был и будет стремительнее в принятии решения, чем человеческая реакция. Вспомним, что стоп- сигналы на автомобили стоят не просто так, а потому, что человеческий мозг быстрее воспримет информацию, о том, что идущая впереди машина начинает тормозит при загоревших ярким светом красных огней, чем если бы сигналов не было и мозг не сразу бы воспринял то, что машина замедляет ход и он сейчас идет на сближение. Компьютер же в этом случае еще быстрее, и начать сбавлять ход он может практически мгновенно, как только датчики зафиксируют сокращение дистанции между автомашинами.
Возьмем другую ситуацию. Человек поехал на зеленый сигнал светофора, и будучи уверенным, что у него преимущество, расслабил бдительность и не заметил, как не особо одаренный мозгом водитель, летит на красный свет по перпендикулярной улице. Секунда, и мы видим страшное ДТП, возможно даже со смертельным исходом. А теперь представьте себе, что у машины стоял автопилот. Компьютер не растеряет бдительность и зафиксировав быстро приближающийся автомобиль, притормозит, избежав аварии. Что уж говорить, если бы автопилот стоял у машины, ехавшей на красный, и предположим, что компьютер в принципе не дал бы проехать машине на запрещающий сигнал светофора, и не позволил бы ей разогнаться.
Конечно же, приведенные выше примеры, относятся не только к автопилоту. Современные машины обладают бортовым компьютером, следящим за положением на дороге и помогающем водителю. Но речь идет о перспективе полного автоуправления автомобилем. Почти все сто процентов произошедших ДТП на дорогах, так или иначе связаны с человеческим фактором, и лишь малая толика случаев, связаны с техническими неисправностями авто, случившихся внезапно. Компьютер же сможет минимизировать количество ДТП. Например, по данным из доклада правительства США в 2017 году, автопилот Tesla сократил количество ДТП с участием машин данной марки на 40%. Теперь представьте себе, если автопилоты будут стоять на всех машинах, и будут они куда совершенней нынешних прототипов.
Да, опасение сбоя в электронике имеют место быть. Но техническая неисправность может случиться с любой машиной, что войдет именно в этот малый процент случаев ДТП. Если же сбой произойдет в самом программном обеспечении, то это по существу, опять же человеческий фактор, так как именно разработчики ПО не уследили за недоработкой. Но как бы цинично это не звучало: каждое ДТП, совершенной из- за несовершенства ПО, будет вносить свой вклад в развитие автопилота, так как информация о баге будет отправлена в центр, где его быстро исправят и выкатят обновление на все действующие автопилоты. С человеком же такого проделать не получится. Если водитель проехал на красный свет, нельзя это пофиксить и заставить все других водителей перестать это делать, а автопилот можно!
Думаю, основное предназначение автопилота будет дальня поездка. Как и с авиацией, где автопилот позволяет пилотам хоть немного расслабиться в дальнем перелете, так и с автомобилями. Например, дальнобойщик может хоть немного расслабиться в дальней поездке, что повысит производительность и минимизирует ДТП, случившемся из- за невнимательность, возникающей при переутомлении.
Как бы то ни было, будущее, описанной многими фантастами, неумолимо приближается, и мы стоит у самых его истоков, наблюдая за всем из первых рядов. Уже совсем скоро, мы увидим, как транспорт передвигается по дороге абсолютно без помощи человека. Одним из направлений, над которым работают в настоящий момент, это беспилотный общественный транспорт. Уже можно представлять, как электробусы без водителя и, возможно, без кондуктора будут колесить по городам, развозя его жителей с феноменальной пунктуальностью и безопасностью!
По сути, неразрешенным вопросом остается выявление ответственной стороны, если ДТП все же свершится из- за автопилота. Кто будет возмещать ущерб и отвечать по закону, владелец авто или его разработчик? Пусть этот вопрос решают в правительствах, а мы будем наблюдать и верить, что в будущем, автопилоты будут на столько совершенны, что по их вине не свершится ни одной аварии на дорогах.
Как работает автопилот в машине
У компьютера нет органов чувств в привычном для человека понимании, но все же он «видит» все, что происходит на дороге, как в прямом так и в переносном смысле, а кое в чем, его «зрение» превосходит человеческое. Разберем автопилот на примере все той же машины от Tesla.
По сути автопилот опирается на четыре элемента отслеживания дороги и ситуации на ней. GPS-трекер следит за правильным выполнением все работ других устройств, для избегания некорректных действий. Радар отслеживает другие машины вокруг транспорта, причем на данный момент, ему не помеха погодные условия, такие как ливень, туман и т.п. К тому же радар способен отследить различные объекты сквозь препятствия, например, находящимися за другой машиной. Ультразвуковые сенсоры так же предназначены для фиксации объектов вокруг машины, и к тому же они способны определить плотность данных объектов. На данный момент машины Tesla оснащены 12 такими датчиками по всему периметру машины. Камеры, в количестве 8 штук, размещенные так же по периметру машины, позволяют компьютеры отслеживать все, что происходит вокруг машины на 360°. Так же фронтальная камера определяет разметку на дороге и дорожные знаки!
Центральный компьютер анализирует все полученные данные и на их основе совершает то или иное действие. Например, двигаясь по трассе, водителю достаточно включить поворотник, что бы машина поняла, что нужно перестроиться в другую полосу движения. Но вот перестроится ли она? Вот в чем вопрос! Дело в том, что даже при команде водителя перестроиться в другой ряд, компьютер проанализирует ситуацию вокруг машины и примет решения, безопасно ли перестраиваться в данный момент. Например датчики могут зафиксировать быстрое приближения маши позади на соседнем ряду и компьютер просто откажется выполнять опасный маневр, который может привести к ДТП. Это лишь малое достоинство нынешних автопилотов, но подобных достоинств огромное множество и становится их все больше и в скором времени водителю необязательно будет давать команду на перестроение, а компьютер сам решит, нужно это или нет!
Что мы имеем по итогам
Безусловно, автопилот в машине, это совсем уже ближайшее будущее. Безопасность движения, автопилот повышает в разы. Конечно же, каждый задастся вопросом, доверится ли он бездушной машине, или все же решит сам управлять машиной. Но давайте посмотрим правде в глаза, недоверие компьютеру стоит лишь в ключе собственного авто. Каждый водитель моет заявить, что он побоится отдать управление своим транспортом компьютеру, но он не был бы против, если компьютер управлял машиной, которая только что пролетела на запрещающий сигнал светофора, или так, что только что подрезала его на трассе! Все довольно относительно, и лишь время покажет, друг нам автопилот или еще одна головная боль дорожной полиции!
it-mentor.net
Автопилот для автомобиля: мифы и реальность: engineering_ru
В наше время развитие технологий идёт семимильными шагами. Транспортные средства модернизируются и совершенствуются. Требования по экологичности и безопасности техники постоянно ужесточаются, заставляя производителей изобретать новые системы и внедрять новые технологии. Налаженная постоянная кооперация и обмен инновациями и опытом между различными отраслями промышленности только способствуют развитию. Работа учёных вдохновляет писателей-фантастов, а учёные, в свою очередь, ищут пути воплощения в жизнь фантазий писателей.В голливудском боевике «Я, робот», выпущенном в 2004 году, грузовики (если их конечно можно так назвать), перевозящие роботов, движутся по автостраде самостоятельно, без водителя. А в более ранней картине, вышедшей на экраны в 2000 году – «6-й день» – есть эпизод, где герои едут в машине и спокойно разговаривают, повернувшись лицом друг к другу. Управление автомобилем осуществляется автоматически до определённого момента, о чём сидящего за рулём человека предупреждает «автоводитель». Предваряет фильм фраза «в недалёком будущем, которое наступит раньше, чем вы думаете». Насколько мы близки к воплощению мечты о транспортных средствах будущего? Какого прогресса в этом направлении достигли технологии за восемь-двенадцать лет после выхода этих картин?
Автокараван с одним водителемВажный аспект, на который обращают внимание производители техники и, в первую очередь, автомобильного транспорта – работа водителей, осуществляющих перевозки на дальних расстояниях. Не секрет, что такая работа требует постоянной концентрации внимания, сохранить которую при однообразном движении по автомагистрали и шоссе достаточно сложно. А при длительных командировках в другие регионы, особенно возвращаясь домой, да ещё и в преддверии праздников, тем более хочется поскорее добраться в родной город. При этом часто игнорируются требования техники безопасности, касающиеся количества времени, проведённого за рулём, и иногда, к сожалению, это приводит к плачевным последствиям.Одной из разработок в области облегчения работы водителей, особенно дальнобойщиков, является проект SARTRE компании Volvo. Цель проекта, разрабатываемого центром исследований и инноваций Volvo Technology, заключается в реализации технологий, позволяющих выстроить движение автомобилей в караване: когда водитель в головной машине ведёт за собой вереницу других автомобилей, которые могут определять скорость и направление движения переднего автомобиля и расстояние до него, а также подстраиваться под данные параметры. Машины физически не связаны друг с другом и могут отделиться в любой момент.
Оказавшись в караване, водители ведомых машин могут расслабиться и заняться другими делами, а караван продолжает движение к месту назначения под квалифицированным управлением водителя ведущего автомобиля. Ожидается, что движение автомобилей в караване будет обладать большим количеством преимуществ: дорожная безопасность повысится, расход топлива и, следовательно, выбросы углекислого газа (СО2) снизятся, уменьшатся заторы на дорогах, так как расстояние между транспортными средствами будет составлять всего лишь несколько метров и контролироваться автоматически. Во время такого движения водители ведомых транспортных средств смогут отдохнуть или поесть, а может быть, даже вздремнуть. Технологию успешно испытали в караване с одним ведущим и одним ведомым автомобилем. «Безопасность – это одна из основных ценностей Volvo, поэтому мы направляем значительные усилия на разработку процессов автоматизации максимально безопасным способом, – отмечает Карл Йохан Альмквист (Carl Johan Almqvist) из компании Volvo Trucks. – Технология быстро развивается, но наша цель заключается в том, чтобы обеспечить её максимально безопасную работу в паре с человеком. Водитель должен чувствовать себя в такой же безопасности, как если бы он управлял автомобилем самостоятельно, несмотря на то, что основную работу выполняет компьютер».
Самоуправляемые машины наших днейМашины давно умеют тормозить и разгоняться самостоятельно, определять своё местоположение и расстояния до препятствий. Даже рулить сами. Многочисленные системы помощи водителю, такие как лидар, радар, ультразвук, камеры, системы GPS и т. д., давно и успешно используются в различных транспортных средствах. Теперь специалисты компаний стараются объединить их воедино, «научив» автомобиль ездить самостоятельно, без участия водителя. В настоящее время разнообразные проекты самоуправляющихся автомобилей реализуются в университетах, научно-исследовательских институтах и высокотехнологичных компаниях по всему миру, а их история уходит своими корнями в Японию 1970-х. В самоуправляющемся режиме автомобили преодолели сотни тысяч километров, и сторонники данной технологии полагают, что подобные машины смогут повысить пропускную способность дорог, уменьшить количество заторов и, что наиболее важно, повысить безопасность дорожного движения за счёт устранения водительских ошибок. В поддержку данного предположения говорит и статистика: причиной 90% аварий становится человеческий фактор.
Немецкий концерн BMW Group проводит исследования возможного использования систем автоматического управления автомобилем на автобане. Для этого компания оборудовала BMW 5-й серии функцией автоматического движения при движении по автобану, которое активизируется нажатием одной кнопки. Система способна с помощью большого числа различных датчиков, систем и высокоточных компьютерных карт отслеживать текущее местоположение и самостоятельно двигаться по автобану. Прототип успешно взаимодействует с другими участниками дорожного движения, самостоятельно производя обгон медленно идущего транспорта. Большое количество датчиков, дополняющих друг друга, помогает общей системе компенсировать слабые стороны различных систем и разносторонне оценивать ситуацию. Подобные системы уже давно и успешно ежедневно используются в другом виде транспорта – это автопилот в авиации. Конечно, загруженность авиатрасс меньше, и поток транспорта ниже, но он постепенно увеличивается.Но как у любой медали тут есть и другая сторона. Что будет, если случится внештатная ситуация? Ведь за движением самолётов следят диспетчерские службы, а в кабине постоянно присутствует экипаж, контролирующий ситуацию. Пилот в любой момент может взять на себя управление лайнером. По мнению Карла Йохана Альмквиста (Carl Johan Almqvist), директора по безопасности движения и продуктов Volvo Trucks, наиболее безопасным подходом является сочетание автоматизированной системы, контролирующей обстановку в диапазоне 360 градусов, со знаниями и опытом профессионального водителя. «Мы верим в водителя и понимаем, что человеческий мозг может принимать решения, неподвластные автоматизированным системам, – говорит он. – Компьютер никогда не устает, но он может делать только то, на что запрограммирован». 
Доктор Нико Кэмпфхен (Nico Kemphen), руководитель проекта по автоматизации движения отдела BMW Group по исследованиям и технике, согласен с коллегой. После успешных испытаний и тестов на автобане автоматизированного BMW 5-й серии, оснащённого функцией автоматического движения, он отметил, что, «несмотря на передачe полного управления автомобилем на магистрали автоматической системе, именно водитель несёт ответственность за происходящее и контролирует ситуацию на дороге».
Готовы ли мы к прогрессуБлагодаря технологическому прогрессу в области автоматического управления автомобилем, производители могут внедрять и усовершенствовать системы по отдельности. Например, при движении в пробках внимание рассеивается, теряется концентрация и в случае резкой остановки едущего впереди автомобиля водитель может просто не успеть среагировать, что увеличивает вероятность столкновения. Разработанные системы помощи при движении в заторах позволяют транспортному средству самостоятельно поддерживать дистанцию, замедляться и останавливаться при необходимости. Автомобиль способен даже самостоятельно менять направление движения, но только пока рука водителя находится на рулевом колесе. А говорить о ставших уже привычными системах и вовсе нет необходимости. Но все они являются составными частями комплексной системы автоматизированного управления транспортным средством. Некоторые из них стали отправной точкой развития, другие – кусочком от единой системы, который внедрили в серийно производимый автомобиль.К сожалению, большинство новых разработок остаются пока только в прототипах и концепткарах. Для внедрения некоторых инновационных технологий на практике необходимы изменения в законодательстве и... в наших умах. Насколько мы готовы к тому, что управление автомобилем будет осуществляться автоматически, а на нас останется только контроль и ответственность? Не расслабит ли водителя отсутствие активных действий при движении ещё больше? В каких ситуациях можно доверить управление транспортным средством электронике, а в каких этого делать не следует? Вопросов, как видим, ещё очень и очень много. Но рано или поздно мы узнаем на них ответы. И, возможно, гораздо раньше, чем мы думаем...
engineering-ru.livejournal.com
Как работает автопилот автомобилей Tesla?
Создание автомобилей, которые управляются компьютером — цель сразу нескольких компаний, среди которых Tesla и Uber. Теперь же корпорация Илона Маска представила тестовую версию прошивки, которая позволяет авто ездить без водителя. Как работает эта технология и почему она нам необходима?Предварительная версия новой прошивки не превратит Model S в полноценный самоуправляемый электрокар. Илон Маск говорит, что это только первый шаг на пути к полной автоматизации, который займет в общем около трех лет. Так что пока нельзя задать пункт назначения и улечься спать на заднем сиденье. Но даже то, что мы увидели на тест-драйве, не просто поражает. Это делает жизнь лучше.
Как это работает?
EngadgetЧтобы замечать предметы вокруг и двигаться согласно карте, программное обеспечение использует данные из четырех источников. Во-первых, это ультразвуковые сенсоры, которые ищут автомобили вокруг вас. Во-вторых, есть фронтальный радар, который «видит» сквозь туман и дождь. Также используется фронтальная камера, которая фиксирует дорожные знаки. Очень точный GPS-трекер выполняет роль проверочного устройства: он отслеживает действия всей системы и проверяет их правильность.
Зачем это нужно?
The VergeКогда вы выезжаете на шоссе, автомобиль может автоматически поддерживать заданные параметры (скорость и направление), при этом удерживая дистанцию с остальными машинами на дороге. Съехать с полосы не получится — и не потому, что авто издаст громкий звук, подавая сигнал об этом. Такое мы уже видели в других системах, но в Tesla решили физически контролировать колеса электрокара. Поэтому, для того, чтобы перестроиться в другой ряд по всем правилам, вам нужно просто дать команду системе: она все сделает за вас, как только заметит, что путь свободен и маневр можно выполнить.
Автопилот работает на улицах города. Но, так как данная прошивка не дает возможности Model S распознавать стоп-сигналы, полагаться на нее полностью пока не рекомендуется. Но в целом автопилот работает неплохо.
Где подвох?
TechcrunchБлагодаря всем своим сенсорам, электрокар не просто хорошо и гладко катится по дороге. Параллельная парковка, скажем, для него — тоже пустяк. Автомобиль выполняет этот маневр легко и очень изящно. Но тестеры заметили и баги в работе Model S под управлением новой прошивки. Журналист TechCrunch попросил автомобиль перестроиться в другой ряд, но вместо этого он продолжил движение по той же полосе. В Tesla сообщили, что такое могло произойти из-за того, что машина посчитала маневр небезопасным — из-за недостаточного освещения, например.
Что ж, кажется, пока что Model S все-таки необходим водитель.
lifehacker.ru
Слава роботам: изучаем системы «автопилота» в современных авто
Однако инженеры автомобильных концернов работают не только ради развлечения, но и для облегчения жизни водителя. Все больше и больше разработок касаются сферы автомобильного «искусственного интеллекта», все шире и шире они применяются в серийных образцах. Автоматические парковочные системы, адаптивный круиз-контроль, управляемые компьютерной программой автомобили… С чего все началось и что нас ждет в ближайшем будущем?
Volvo City Safety: тормозить или нет — решает авто
Еще в начале двухтысячных концерн Volvo Cars представил миру совершенно новое слово в решении проблемы аварий на скорости менее 30 км/ч — систему City Safety. Впервые установленная на Volvo V40, система и по сей день используется в модельном ряде Volvo: она входит в стандартное оборудование автомобилей S60, S80, XC70, XC60 и V40 Cross Country.
Как это работает?
Под лобовым стеклом автомобиля, у зеркала заднего вида, располагается оптический радар, позволяющий определить наличие препятствий и характер их движения на расстоянии до 6 метров. Если препятствие зафиксировано, система City Safety очень короткое время ждет решения водителя (о чем написано в руководстве по эксплуатации: «водитель может обойти систему City Safety, ускорившись, изменив траекторию движения или затормозив»).
Если водитель не предпринимает никаких действий (система не оповещает водителя о возможности столкновения, чтобы к ее работе автовладелец не успел привыкнуть), машина автоматически сбрасывает газ и активирует тормозную систему, а также включает «аварийку», предупреждая других участников движения.
В чем польза?
По заверениям инженеров Volvo, система City Safety предотвращает практически все аварии на малых скоростях. Если разница в скорости между двумя возможными участниками ДТП меньше 15 км/ч, столкновения чаще всего удается избежать. Если же скорость в пределах 15-30 км/ч, происходит оптимальное снижение скорости, а негативные последствия удара сводятся к минимуму. Чем больше разница в скорости, тем больше ответственности ложится на плечи водителя, а если сам автомобиль движется быстрее 50 км/ч, система автоматически отключится, так как на высоких скоростях ее эффективность стремится к нулю.
Тем не менее в условиях города — пробках, невысоких скоростных режимах и т.д. — система City Safety успешно помогает предотвращать все большее и большее количество аварий. Неудивительно, что в 2009 году страховая компания Allianz присудила Volvo Car Corporation почетную награду «Гениальное изобретение».
Системы обнаружения пешеходов: развитие идеи автотормоза
И снова шведы. В 2010 году компания Volvo развила успешную идею своей системы City Safety и на ее основе создала схожую — систему Pedestrian Detection, позволяющую распознать наличие людей возле автомобиля и путем сбрасывания скорости помочь снизить силу удара (или даже полностью предотвратить столкновение) с человеком. Идея оказалась востребованной, и в настоящее время существуют три модификации системы:
- «Родоначальник» Pedestrian Detection System от Volvo;
- Advanced Pedestrian Detection System от TRW Automotive;
- EyeSight от Subaru.
Как это работает?
Подход к решению основной задачи у всех модификаций схож и конструктивно, и программно. Для обнаружения пешеходов используются видеокамеры и радар (правда, EyeSight обходится без последнего, что ничуть не мешает этой системе выполнять свои задачи), которые позволяют на расстоянии до 40 метров обнаружить пешехода и оценить как траекторию его движения относительно автомобиля, так и возможность столкновения. Принцип работы схож с City Safety: ожидается реакция от водителя (однако в этом случае сигнал ему все-таки подается, чаще всего на экран мультимедийной системы), если реакции не следует, автомат доводит автомобиль до полной остановки.
В чем польза?
На скоростях до 35 км/ч система обнаружения пешеходов, по заверениям разработчиков, позволяет полностью избежать столкновения. При большей скорости полностью избежать аварии, безусловно, автоматика не может, но старается свести риск травмирования к минимуму.
Однако условностей в этом случае намного больше: водителю следует помнить, что в темное время суток или в условиях плохой видимости компьютеру сложнее распознать силуэт человека с датчиков. А пешеходам было бы неплохо уяснить: далеко не во всех автомобилях эта система вообще есть, поэтому не стоит сломя голову бежать перед надвигающейся машиной.
Системы автоматической парковки: нет шуткам о женщинах!
На современном рынке представлены множество систем, помогающих водителю в парковке, вплоть до ее осуществления без помощи водителя.
Как это работает?
Конструкция системы автопарковки делится на три основных блока:
- Блок ультразвуковых датчиков. Они расположены по всему периметру автомобиля и определяют расстояние до ближайших объектов.
- Управляющий блок, принимающий эти данные и преобразующий их.
- Исполнительные устройства поворачивающие руль или, открывающие дроссельную заслонку для приведения машины в движение и т.п.
Работу системы автоматической парковки можно разделить на два этапа: поиск подходящего места и непосредственно сама парковка. На первом этапе работают только ультразвуковые датчики, которые оценивают ситуацию по периметру автомобиля и при наличии свободного места подают сигнал о переходе на следующий этап. А в самой парковке участвуют все три блока, через механизмы управления автомобилем задавая скорость, направление и траекторию движения.
В чем польза?
Все достаточно очевидно: неопытные автомобилисты больше не должны краснеть от стыда и трястись от гнева, когда у них не получается втиснуть свою машину между двумя другими. Впрочем, как показали многочисленные практические испытания, квалифицированный автомобилист умеет парковаться лучше, чем большинство таких систем. Поставить пятиметровый автомобиль с зазором в 5-7 сантиметров от соседних машин серийному автопилоту не под силу. Надо полагать, что это вопрос времени.
Адаптивный круиз-контроль: от автотормоза к автогазу
Если идея автоматического торможения для предотвращения аварий первой пришла к инженерам Volvo, то идея автоматического круиз-контроля посетила многих автопроизводителей одновременно, став логическим продолжением самой системы Cruise Control. Так, сейчас широко известны следующие варианты:
- Preview Distance Control от Mitsubishi;
- Radar Cruise Control от Toyota;
- Distronic (Distronic Plus) от Mercedes-Benz;
- Active Cruise Control от BMW;
- Adaptive Cruise Control от Volkswagen, Audi, Honda.
Как это работает?
Они все схожи между собой. Сама система представляет из себя три основных блока — датчик расстояния, блок управления и исполнительные устройства. Датчик (один или несколько, как в Distronic Plus) устанавливается на передний бампер и позволяет оценить расстояние до впередиидущего автомобиля. Для этого используются лидары — инфракрасный луч сканирует пространство перед собой и по отражению от объекта определяет расстояние до него. Он недорог, но подвержен влиянию погодных условий. Или для той же цели используют радары — расстояние до объекта определяется отражением электромагнитных волн. Датчики передают значение расстояния в управляющий блок, который одновременно с этим фиксирует:
- скорости управляемого автомобиля и автомобиля впереди;
- угол поворота рулевого колеса;
- боковое ускорение автомобиля;
- радиус кривой движения.
На основании этих данных блок управления для системы круиз-контроля сравнивает рекомендуемое значение скорости с текущей, и, если они не совпадают, через электронные системы автомобиля подает команду исполняющим устройствам (ESP, АКПП и т.д.).
В чем польза?
«Обычный» круиз-контроль на загруженных трассах — штука бесполезная. Всякий раз, когда перед вами оказывается фура, «чайник» или трактор, приходится переходить к ручному управлению. Адаптивная система намного практичнее и действительно экономит немало нервов.
Сегодня системы адаптивного круиз-контроля позволяют работать в широком диапазоне скорости — от 30 до 180 км/ч, а в самых продвинутых вариантах — и от 0 до 200. В условиях же плотного движения, благодаря функции Stop and Go, система позволяет вообще забыть о педалях, приводя автомобиль в движение вместе с основным потоком и останавливая его при необходимости. Неудивительно, что именно эта система послужила основой для следующей, ранее считавшейся фантастической, а теперь уже абсолютно реальной системы автоматического управления.
Системы автоматического управления: «Вкалывают роботы, а не человек!»
Да, уже далеко не за горами тот день, когда звание «водитель» смогут носить не только люди, но и компьютеры. На сегодняшний день комплексно подошли к автоматизации автомобильного движения две компании — поисковый гигант Google, уже давно разрабатывающий не только поисковик, и (это ли не повод для гордости?) амбициозная российская компания «РобоСиВи».
Об отечественной разработке известно очень мало, только лишь наличие двух основных блоков — позиционирования, использующего ГЛОНАСС, и технического зрения, состав которого до сих пор хранится в тайне. А вот Google охотно делится с миром информацией.
Как это работает?
Схема работы состоит все из тех же трех блоков–датчиков, блока управления и управляющих систем. Целью работы сенсоров служит фиксирование информации об автомобиле. Подобной системе не обойтись без большого количества датчиков:
- лидары (оптические датчики) для создания полной трехмерной картины в радиусе 60 метров;
- радары для фиксации объектов, расположенных дальше этой границы;
- видеокамеры для определения пешеходов, других движущихся объектов и сигналов светофора;
- датчик оценки местоположения — GPS-модуль, определяющий позицию машины на карте;
- датчик движения, определяющий направление ускорения/замедления и продольный/поперечный крен автомобиля.
Данные с этих датчиков передаются в управляющий блок, передающий команды устройствам управления.
В чем польза?
Пока еще ни в чем, так как до внедрения системы в массы еще далеко. Инженерам и программистам есть над чем работать. Так, driverless car, как называют в Google автомобиль с такой системой, до сих пор не может нормально двигаться в условиях сильного дождя или по заснеженным трассам; не различает временные дорожные знаки, будь то знак аварийной остановки или мигающие лампы; очень плохо различает разметку, особенно на парковках. Тем не менее к августу этого года тестовые образцы откатали уже более 1,1 миллиона километров по дорогам Соединенных Штатов, а алгоритмы поведения системы постоянно улучшаются.
Что нас ждет дальше?
Учитывая современные темпы и направления развития автоматизации в автомобилестроении, можно сделать сам собой напрашивающийся вывод: уже в ближайшее время человека за рулем сможет заменить машина. А такое понятие, как «водитель», и вовсе устареет.
Сбывается мечта Сережи Сыроежкина из всем известного произведения «Приключения Электроника»: «Вкалывают роботы, а не человек!». И пусть пока техника несовершенна, кто знает, что будет через десять, пятнадцать, двадцать лет? Сбудутся ли предсказания фантастов? Доживем — увидим.
www.kolesa.ru
Автопилот (беспилотный автомобиль)
Беспилотный автомобиль — транспортное средство, оборудованное системой автоматического управления, которое может передвигаться без участия человека. Автопилот — устройство или программно-аппаратный комплекс, ведущий транспортное средство по определённой, заданной ему траектории. Наиболее часто автопилоты применяются для управления летательными аппаратами (в связи с тем, что полёт чаще всего происходит в пространстве, не содержащем большого количества препятствий), а также для управления транспортными средствами, движущимися по рельсовым путям. Современный автопилот позволяет автоматизировать все этапы полёта или движения и другого транспортного средства.
Общие принципы работы беспилотного автомобиля
Общие принципы работы у всех беспилотных автомобилей примерно одинаковы. Предлагаем ознакомиться с ними на примере автомобиля Toyota Prius в версии Google.
Принцип работы беспилотного автомобиля Toyota Prius в версии Google. Secret-seo.ru Позже разработчики приходят к идее использовать совместно с указанным оборудованием высокоточные карты. Автономное передвижение только лишь с помощью датчиков требует постоянного сканирование окрестности и, как результат, огромных вычислительных мощностей. Высокоточные карты позволяют автомобилю передвигаться даже по дорогам, не имеющим специальной разметки, а датчики предполагается использовать только для своевременной реакции автомобиля на изменения ситуаций на дорогах (переход дороги пешеходами, обгоны и др.).
Технологии беспилотного автомобиля относятся к классу решений искусственного интеллекта. Подробнее см. Искусственный интеллект (ИИ, Artificial intelligence, AI)В мре идет активная разработка ITS нового поколения с большим спектром возможностей, их стандартизацией занимаются такие организации, как ETSI, IEEE, 3GPP и другие. Современные системы ITS решают такие задачи, как контроль допуска, управление и оплата парковками, предоставление информации о движении и оплата парковки, управление грузоперевозками, контроль трафика и т.д.
Одним из основных применений ITS является помощь водителю транспортного средства. За счет кооперативной осведомленности транспортное средства может получить оповещение об опасности, индикатор медленно идущих машин, предупреждение о столкновении на перекрестке, индикатор о приближении мотоцикла и т.д.
Водителю будут доступны оповещения о таких ситуациях, как поломка электрического освещения, неверная дорога, стационарная машина (авария или поломка транспортного средства), проведение дорожных работ, риск столкновения, оповещение о состоянии дорожного движения и оповещение о смене сигнала. Децентрализированные базы данных будут предоставлять информацию об опасных зонах, осадках, сцеплениях на дорогах, видимости, ветре и др.
Следующим шагом станет использование ITS в беспилотных автомобилях. Базовым компонентом беспилотников будут внешние камеры и радарное оборудование, отмечается в отчете НИИР. Но именно обмен информацией между автомобилями по средствам V2V-систем вместе с получением транспортными средствами через V2I-системы информации о ситуации на дорогах и актуальных цифровых карт дорог позволит обеспечить безопасное и эффективное дорожное движение беспилотников.
Типы ИТС: V2V и V2I
Первый тип систем - «транспортное средство - транспортное средство» (vehicle-to-vehicle, V2V) - обеспечивают безопасное вождение за счет связи между автомобилями на перекрестках с плохой видимостью. V2V-система может предупреждать водителей об опасности лобового столкновения, бокового столкновения, заднего столкновения, уведомлять о неисправности транспортного средства, предоставлять дорожную и нормативную информацию
Например, две машины, невидимые друг другу на перекрестке или на повороте, через V2V-систему могут обменяться друг с другом координатами и значениями скоростей для избежания столкновения. Аналогичным образом автомобиль, приближающийся к концу пробки, получит информацию с координатами и скоростями ближайших транспортных средств.
Второй тип систем безопасного движение - «придорожная инфраструктура - транспортное средство» (vehicle-to-infrastracture, V2I) - обеспечивают передачу информации (сигнал и нормативная информация и т.д.) от придорожного оборудования к автомобилю через средства радиосвязи. Например, придорожные сенсоры на перекрестке обнаружат машины, которые собираются пересечь перекресток или повернуть, и передадут информацию другим приближающимся машинам по средствам V2I-систем.
Технология V2X: использование Wi-Fi и сотовых сетей
Основная статья Vehicle-to-Everytning (V2X)
Степени автономности автомобилей
По классификации SAE International систем помощи водителю или ADAS (Advanced Driver Assistance System) существует шесть классов автономности от уровня 0 — полностью ручное управление с возможностью предупреждения об опасных ситуациях на дороге, до 5 — полностью беспилотный автомобиль. Уровень ADAS 1 предусматривает работу более продвинутой системы предупреждения об опасности столкновения с автомобилями, пешеходами, а также о пересечении линии разметки, идентификацию дорожных знаков и т. п., а также вмешательство в систему управления. Второй уровень — это более активная помощь водителю (руление, торможение, удержание в полосе и т. д.). Третий уровень — автономное движение на заданных участках дороги, которое требует от водителя лишь частичного надзорного контроля. Четвертый уровень ADAS — это автономное движение автомобиля в определенных режимах, при котором человек уже не может повлиять на управление даже в критических ситуациях. Пятый уровень — полная автономность транспортного средства, когда водитель лишь задает конечный пункт маршрута, а весь процесс передвижения полностью ложится на искусственный интеллект автопилота.
Преимущества и недостатки
Преимущества
- перевозка грузов в опасных зонах, во время природных и техногенных катастроф или военных действий.
- снижение стоимости транспортировки грузов и людей за счёт экономии на заработной плате водителей.
- более экономичное потребление топлива и использование дорог за счёт централизованного управления транспортным потоком.
- экономия времени, ныне затрачиваемого на управление ТС, позволяет заняться более важными делами или отдохнуть.
- у людей с ослабленным зрением появляется возможность самостоятельно перемещаться на автомобиле.
- минимизация ДТП, человеческих жертв.
- повышение пропускной способности дорог за счёт сужения ширины дорожных полос.
Недостатки
- Ответственность за нанесение ущерба.[1]
- Утрата возможности самостоятельного вождения автомобиля.[2]
- Надёжность программного обеспечения.[3]
- Отсутствие опыта вождения у водителей в критической ситуации.[4]
- Потеря рабочих мест людьми, чья работа связана с вождением транспортных средств.[5][6]
- Потеря приватности.[7]
- Минирование беспилотных автомобилей.[8]
- Этический вопрос о наиболее приемлемом числе жертв, аналогичный проблеме вагонетки, стоящий перед компьютером автомобиля при неизбежном столкновении.[9][10]
Некоторые системы полагаются на инфраструктурные системы (например, встроенные в дорогу или около неё), но более продвинутые технологии позволяют симулировать присутствие человека на уровне принятия решений о рулении и скорости, благодаря набору камер, сенсоров, радаров и систем спутниковой навигации.
Вызовы на пути к беспилотнику
В начале 2017 года корреспондент TAdviser побывал на Мобильном конгрессе в Барселоне и ознакомился с развитием технологий беспилотных автомобилей.
Коммуникации
На пути к беспилотным автомобилям еще предстоит решить много технологических и юридических задач. Разработчики сходятся во мнении, что одна из ключевых – обеспечить автомобили возможностями высокоскоростного сетевого подключения. Сети пятого поколения рассматриваются как драйвер технологий автономного вождения: они позволят автомобилю максимально оперативно получать информацию и взаимодействовать с другими автомобилями и окружающей его инфраструктурой.
Минимальные задержки передачи информации, которые ожидаются в 5G, являются критическими для беспилотных автомобилей при их массовом использовании. Высокоскоростная связь позволит мгновенно принимать и передавать данные от одного автомобиля к другому. Информация об изменениях в движении одного автомобиля, например, о торможении, позволит сразу же корректировать действия окружающих его машин.
По состоянию на начало 2017 года стандарта связи 5G еще не существует. В его разработке задействованы регуляторы, мировые телеком-компании и производители оборудования. 3GPP (3rd Generation Partnership Project) — организация, утверждающая международные стандарты сотовой связи – планирует полностью завершить работу по тестированию и стандартизации технологий беспроводной связи пятого поколения в 2020 году.
В феврале 2017 года Международный союз электросвязи опубликовал первую версию рабочего черновика спецификации, описывающей сеть 5G. Проект документа устанавливает планку ожидаемой производительности нового стандарта IMT-2020: предполагается, что средняя скорость скачивания в 5G-сетях для пользователей составит 100 мегабит в секунду, а загрузки — 50 Мбит/с. При этом время ожидания не превысит 4 мс (для 4G LTE этот значение составляет около 20 мс).
Сети 5G должны ускорить массовое внедрение технологий беспилотного вождения Для коммуникации с окружающими объектами также разрабатываются специальные системы, позволяющие автомобилю обмениваться данными с другими объектами. Технология vehicle-to-everything (V2X) по беспроводной связи позволяет автомобилю получать предупреждения о дорожных условиях и приближающихся автомобилях задолго до того, как они появятся в его поле зрения. Для этого и окружающая инфраструктура должна быть «умной». Например, светофоры, дорожная разметка, дорожные знаки.
Разработку интерфейса для систем V2X, которые смогут работать с сетями нового поколения, ведет, например, Qualcomm. В компании рассказывают, что планируют до конца года провести тестирование прототипа в составе конечных устройств в Германии в партнерстве с рядом компаний, в числе которых Ericsson, Audi.
В марте 2017 года руководитель разработки мобильных онлайн-сервисов Volkswagen Николай Раймер (Nikolai Reimer) отмечал, что одна из ключевых задач – обеспечить машины возможностями связи. Этот вопрос компания считает настолько важным, что около трех лет назад даже приобрела европейский центр исследований и разработок Blackberry с командой примерно из 200 инженеров.
На базе этого подразделения Volkswagen теперь развивает центр компетенции по решениям связи для своих автомобилей. Он обеспечивает разработку технологий, которые смогут применяться в подключенных автомобилях в будущем. В их числе – блоки управления связью. Volkswagen рассчитывает в будущем обеспечивать себя ими сам. Николай Раймер считает, что компания должна больше инвестировать в эти разработки.
Всевидящее око
Автономный автомобиль должен знать с точностью до сантиметров, где именно он находится и что находится далее на дороге вне зоны текущей физической видимости. В картографической компании Here (ранее принадлежала Nokia) отмечают, что карты высокой точности – фундаментальный элемент в дополнение к сенсорам и камерам для того, чтобы беспилотный автомобиль мог ориентироваться в окружающей его обстановке.
Карты должны отражать и местоположение автомобиля, и позволять ему знать, что находится дальше, за поворотом, чего не могут обеспечить камеры и сенсоры. Тогда автомобиль сможет выстраивать не реактивную, а проактивную стратегию вождения, говорит Алекс Манган (Alex Mangan), руководитель продуктового маркетинга Here.
Для тестирования своих беспилотных автомобилей Google, например, предварительно сам строит детальные 3D-карты на пилотных маршрутах, учитывающие даже небольшие особенности дорог. Для сбора данных, на основе которых будет строиться карта, сотрудники компании предварительно специально ездят по дорогам. В случае с тестовыми маршрутами это посильная задача, однако, когда требуется создать карты для дорог протяженностью в миллионы километров, она выглядит сложно реализуемой. Особенно с учетом того, что однажды созданные карты необходимо поддерживать и обновлять – картина на дорогах может меняться очень часто.
Автономный автомобиль должен знать, что происходит не только в зоне видимости, но и за поворотом Упростить создание точных карт для автомобилей может сотрудничество с автопроизводителями: их машины, оснащенные сенсорами и радарами, могут «делиться» получаемой с дорог информацией с разработчиками картографических сервисов. За счет этого карты могли бы обновляться буквально в режиме реального времени.
В феврале 2017 года производитель решений для беспилотных автомобилей Mobileye и BMW объявили о подобном сотрудничестве. Его целью является сбор картографических данных для самоуправляемых машин. Автомобили BMW 2018 модельного года будут оснащаться камерами и софтом MobilEye для сбора информации, необходимой для обновления цифровых карт высокого разрешения.
С целью ускоренного создания и обновления карт BMW и Mobileye будут передавать данные, генерируемые в рамках партнерства, компании Here. Алекс Манган из Here полагает, что индустрия должна объединиться вокруг идеи обмена данными – это может ускорить распространение технологии беспилотного вождения. Помимо BMW, компания планирует договариваться и с другими производителями автомобилей об аналогичной передаче данных, включая Audi и Mercedes.
Распознавание дорожных знаков и разметки
Как удалось обнаружить в начале августа исследователям из университета Вашингтона, системы машинного зрения, применяемые в машинах с автопилотом для распознавания дорожных знаков, легко сбить с толку: для этого достаточно определенным образом разместить на знаках небольшие наклейки.[11]
В ходе эксперимента исследователи наклеили на одном из знаков Stop несколько черных и белых стикеров, на другом разместили дополнительные надписи сверху и снизу от надписи Stop, а третий знак сделали более блеклым. При этом подчеркивается, что во всех случаях дорожные знаки оставались вполне узнаваемыми и читались хорошо.
Фото: 24gadget.ru Тем не менее, система автопилотирования в подавляющем большинстве попыток дала сбой: вышеописанные манипуляции со знаками Stop приводили к тому, что вместо них автопилот «видел» знак ограничения скорости.
Фото: 24gadget.ru Результаты эксперимента навели исследователей на мысль о том, что злоумышленники могут самостоятельно делать подобные наклейки, чтобы заставить компьютерную систему автомобиля неверно распознать знак дорожного движения.
В качестве способа борьбы с обнаруженной уязвимостью исследователи предлагают реализовать в системе автопилота алгоритмы, дополнительно анализирующие контекст, в котором встретился знак. В частности, алгоритмы помогут системе определить, что знак расположен в ненадлежащем месте (например, Stop — на скоростном шоссе или ограничение скорости в 100 км/ч — на городской улице), что поможет избежать аварийной ситуации.
Как отмечается, испытанию подверглась не система какого-то конкретного автопроизводителя, а стандартный для всех производителей алгоритм работы автопилота. Результаты исследования, по мнению авторов, демонстрируют степень уязвимости автоматики. Использованные на дорожных знаках искажения моделировали типичные поражающие факторы городской среды: акты уличного вандализма, порчу покрытия знака из-за погодных условий и так далее.
В ходе эксперимента ученые использовали несколько дорожных знаков с различными типами надписей, наклеек и граффити. По словам исследователей, в 100% случаев, автомобили распознавали знак «Стоп» с надписями Love\Hate как знак «Ограничение скорости 45», второй и третий знаки также распознавались как «Ограничение скорости 45», но только в 67% случаев. Что касается четвертого знака, его система машинного обучения классифицировала как знак «Стоп» вместо «Правый поворот» в 100% случаев.
Безопасность
В октябре 2017 года, выступая на Всемирном форуме знаний в Сеуле, Южная Корея, главный исполнительный директор Mobileye и старший вице-президент Intel, профессор Амнон Шашуа (Amnon Shashua) предложил автомобильной отрасли способ, позволяющий подтвердить безопасность беспилотных автомобилей. Его решение, опубликованное в научной статье и представленное в кратком изложении этой работы для обывателей, предлагает математическую формулу, используя которую можно подтвердить, что тот или иной беспилотный автомобиль работает с соблюдением норм ответственности и не может послужить причиной аварии, вину за которые можно бы было возложить на этот автомобиль.
Представленная учеными модель Responsibility Sensitive Safety предусматривает конкретные, поддающиеся измерению параметры, характеризующие человеческие представления об ответственности и осторожности, и определяет так называемое «безопасное состояние» (Safe State), поддерживая которое беспилотный автомобиль не может послужить причиной аварии, вне зависимости от того, какие маневры или действия совершают другие транспортные средства.
В своем выступлении Амнон Шашуа призвал представителей отрасли и тех, кто разрабатывает стратегии, «вместе работать над созданием стандартов, которые бы позволяли однозначно устанавливать виновника» при неизбежных авариях с участием автомобилей, управляемых водителями, и беспилотных автомобилей. Он пояснил, что все современные правила и нормативные акты базируются на той идее, что автомобилем управляет водитель, поэтому для регламентирования беспилотных автомобилей в правила необходимо вводить новые параметры.
«Ключевым моментом сейчас является возможность устанавливать виновника аварии. Даже самые лучшие водители в мире попадают в дорожно-транспортные происшествия, и беспилотные автомобили тоже не смогут избежать этой участи из-за действий других участников дорожного движения. Но вероятность того, что ответственный и осторожный водитель попадет в аварию по собственной вине, очень мала, особенно если водителю доступен панорамный обзор, а сам он обладает молниеносной реакцией – как у беспилотного автомобиля», – объясняет Амнон Шашуа. Предложенная модель RSS позволяет формализовать работу беспилотных автомобилей, в результате чего «беспилотники» будут всегда работать только в рамках той модели, которая считается «безопасной», исходя из четких определений вины, и которая одобрена представителями отрасли и регуляторными инстанциями.Киберугрозы – один из вызовов для любых подключенных устройств, включая автомобили. Глава телекоммуникационной компании SoftBank Масаеси Сон (Masayoshi Son) в конце февраля 2017 года приводил данные, что число кибератак на объекты с интернет-подключением выросло в четыре раза в 2016 году по сравнению с 2015 годом.
В случае с автомобилями это особая причина для беспокойства, так как в результате действий злоумышленников могу пострадать люди. Теоретически, хакер может взломать сеть, остановить передачу данных, выключить тормоза или просто остановить машину.
В середине 2015 года, например, специалисты по компьютерной безопасности Центра передовых технологий Uber обнаружили уязвимость в программном обеспечении автомобиля Jeep, благодаря которой смогли осуществить удаленный доступ к некоторым системам автомобиля: кондиционеру, стеклоочистителям, аудиосистеме и тормозам.
 | Кибер-инциденты – это проблема для любого автопроизводителя в мире. Это вопрос общественной безопасности, - отмечала ранее Мэри Барра, гендиректор General Motors. |  |
В компании Argus, специализирующейся на средствах киберзащиты для автомобилей, считают, какой-то единый продукт не может подойти для этих целей: различные решения, предназначенные для разных частей подключенного автомобиля, должны интегрироваться между собой, чтобы была обеспечена полная защита.
Автопроизводители и производители решений для автомобилей инвестируют в развитие этого направления кибербезопасности. Ряд автопроизводителей, включая Tesla, Fiat Chrysler и General Motors, создали специальные программы поощрения лиц, которые сообщат о брешах в безопасности систем своих машин.
Отвечая на запросы рынка, появляется все больше компаний, разрабатывающих специализированные решения для автомобилей. Такое направление появилось, например, и у «Лаборатории Касперского». В 2016 году компания сообщала, что ведет разработку защищенной безопасной операционной системы, которая, в частности, может быть использована для автомобилей.
В 2016 году производитель решений для автомобилей Harman приобрел израильскую технологию кибербезопасности TowerSec для своего защищенного от взлома программного обеспечения. В том же году инвестиции для развития технологий автомобильной киберзащиты получил другой израильский стартап - Karamba Security.
Чья жизнь важнее: водителя или пешехода?
Помимо технологических вызовов для перехода к массовому использованию беспилотников предстоит решить и «моральные» вопросы, связанные с принятием решений автопилотом. Например, должна ли она быть спроектирована таким образом, чтобы защищать жизнь водителя любой ценой, даже если в экстренной ситуации для этого необходимо протаранить толпу пешеходов?
Правила для беспилотных автомобилей в Германии
Федеральное министерство транспорта и цифровой инфраструктуры Германии объявило о намерении ввести в действие дорожные правила для беспилотных автомобилей, их производителей и владельцев. Как пишет летом 2017 года The Register, документ обяжет разработчиков беспилотных автомобилей программировать их автопилот таким образом, чтобы в любой неожиданной ситуации на дороге он ставил человеческую жизнь превыше жизни животных или сохранности частной или государственной собственности[12].
В настоящее время ни в одной стране мира нет единых правил дорожного движения, которые бы регулировали технические требования к беспилотным автомобилям и регламентировали их движение по дорогам общего пользования. Некоторые страны допускают перемещение беспилотных автомобилей по общим дорогам, но в этом случае требуется получение специального разрешения. При этом за рулем беспилотного автомобиля всегда должен находиться водитель, готовый перехватить у автопилота управление в случае какой-либо нештатной ситуации.
Правила для беспилотных автомобилей в Германии были разработаны консультативным советом Федерального министерства транспорта и цифровой инфраструктуры Германии, в который входят 14 ученых и юристов. В общей сложности в список попали 20 требований к беспилотным машинам, их производителям и водителям. Так, требование к ценности человеческой жизни подразумевает, что автопилот в любой аварийной ситуации должен таким образом управлять автомобилем, чтобы сохранить жизнь людей.
В случае двойственной аварийной ситуации, автопилот не должен делать выбор, чью жизнь следует сохранить — водителя или пешехода, пожилого человека или ребенка. Автопилот должен будет сделать все возможное, чтобы сохранить жизнь всех участников аварии. Все беспилотные автомобили, регистрируемые в Германии, должны иметь «черный ящик», записи из которого можно будет использовать после аварии, чтобы выяснить, на ком лежит ответственность за нее — на водителе или на автопилоте.
При этом во всех случаях аварии с участием беспилотного автомобиля будет действовать «презумпция виновности», то есть в аварии всегда будет считаться виновным водитель, пока данные «черного датчика» или другие результаты расследования происшествия не докажут обратного. В число правил также включили исключительное право водителей на выбор информации, которую смогут получать от беспилотного автомобиля его производители. Речь идет о местоположении, скорости, водительских данных и множестве другой информации, которая может быть использована, например, для таргетирования рекламы.
Моральная дилемма
Психолог Школе экономики в Тулузе Жан-Франсуа Бонефон (Jean-Francois Bonnefon) и его коллеги говорят[13], люди в целом поддерживают идею, что в критической ситуации автомобиль должен врезаться в стену или еще каким-то образом пожертвовать водителем, чтобы спасти большее число пешеходов. При этом те же самые люди хотят ездить в автомобилях, которые защищают водителя любой ценой, даже если это повлечет смерть пешеходов.
Такой конфликт ставит в сложное положение производителей компьютеризированных автомобилей, отмечает Бонефон. Между автомобилем, который запрограммирован на благо для большинства и который запрограммирован для самозащиты пассажира, покупатели в подавляющем большинстве выберут второе.
Существует много сценариев экстренных ситуаций, когда автомобилю придется сделать выбор, кем пожертвовать Авторы исследования о социальной дилемме автономных автомобилей, опубликованного в журнале Science в 2016 году, полагают, что в это области есть и другие сложные моральные вопросы. Автономным автомобилям придется в экстренных ситуациях принимать решения, последствия которых заранее нельзя предсказать. Допустимо ли, например, запрограммировать машину на то, чтобы она избежала столкновения с мотоциклистом, врезавшись в стену? Ведь у пассажира автомобиля в этом случае больше шансов выжить, чем у мотоциклиста, который столкнется с автомобилем.
| | Автономные автомобили могут произвести революцию в транспортной индустрии, но они ставят социальную и моральную дилемму, которая может затормозить распространение этой технологии, - считает Лиад Рован (Iyad Rahwan), ученый из Университета Калифорнии, один из авторов этого исследования. | |
Психолог Курт Грей (Kurt Gray) из Университета Северной Каролины в Чапел-Хил уверен, что можно достигнуть работающих компромиссов. Если беспилотные автомобили и будут запрограммированы защищать пассажира в экстренных ситуациях, число дорожных инцидентов в любом случае снизится. За исключением редких случаев, когда такие автомобили могут представлять опасность для пассажиров, они в любом случае не будут превышать скорость, не будут употреблять алкоголь или набирать текстовые сообщения на ходу, отчего общество, в конечном счете, выиграет.
Мораль искусственного интеллекта — один из самых обсуждаемых вопросов, связанных с наступлением эры роботов. В 2016 году Массачусетский технологический институт (MIT) в США разработал специальный тест, который помогает лучше понять, с какими моральными дилеммами сталкиваются разработчики искусственного интеллекта, а заодно разобраться со своими нравственными ориентирами[14].
Тест очень простой. В нем надо поставить себя на место искусственного интеллекта самоуправляемой машины и выбирать, кем в ДТП можно пожертвовать — пешеходами на перекрестке или пассажирами в автомобиле. Иногда надо выбирать между тем, кого из пешеходов надо задавить, а кого — спасти.
Всего в тесте 13 вопросов. Количество пассажиров и пешеходов в некоторых задачах разное, в некоторых — одинаковое. Кроме того, отличается их возраст, пол, социальное положение. В некоторых вопросах есть домашние животные — они приравнены к другим пассажирам и пешеходам.
Для примера возьмем следующую задачу: в машине сидят женщина и двое детей (мальчик и девочка), а по пешеходному переходу идут женщина и две старушки. Необходимо выбрать, кого из них искусственному интеллекту спасать, а кем — жертвовать.
В конце теста пользователю рассказывают, кем он жертвует чаще всего и как отвечали другие люди, которые прошли тест.
На сайте MIT можно также придумать собственную моральную задачу на основе вопросов теста и посмотреть, какие вопросы поставили другие пользователи.
Законодательство
Помимо технологических вызовов, для перехода к массовому использованию автономных автомобилей предстоит решить множество вопросов на уровне законодательного регулирования. Необходимы нормативные документы, определяющие основные технологические и юридические понятия в данной сфере, регулирование возможностей использования таких технологий в целом, ответственности в случае инцидентов с беспилотными автомобилями и др.
В том или ином виде нормативные документы в этой области уже представлены или разрабатываются в некоторых странах. Особенно продвинулась вперед здесь США. Невада еще в 2011 году стала первым штатом в стране, начавшим регулирование использования автономных транспортных средств на дорогах и вопросов, связанных с их страхованием, безопасностью и тестированием.
Условия передвижения беспилотных автомобилей разной степени свободы теперь уже законодательно закреплены в разных штатах США. В 2015 году губернатор Аризоны, США, подписал приказ, согласно которому беспилотные автомобили в штате регистрируются на тех же условиях, что и обычные машины. Никаких дополнительных требований к автономным машинам не предъявлялось. Кроме того, законы штата не запрещают испытание беспилотных автомобилей на дорогах.
В конце 2016 года губернатор штата Мичиган подписал пакет законов, который напрямую касается сферы беспилотных автомобилей и фактически легализуют их частное и коммерческое использование. Они позволяют продажу серийно выпускаемых беспилотных автомобилей, прошедших сертификацию, при этом автомобилям разрешено выезжать на дороги общего пользования без водителя за рулем и передвигаться в автоколоннах. Кроме того, на территории штата теперь разрешено использовать беспилотное такси.
В Британии в 2016 году начали подготовку поправок в законодательство, которые должны, во-первых, позволить страховать ответственность беспилотных машин, а во-вторых, обновить Дорожный кодекс (свод ПДД Великобритании) с учетом развития автономных транспортных средств.
Новости и модели производителей
В мире
В России
Беспилотные грузовики
Основная статья: Беспилотные грузовики
Беспилотные автомобили в России
Основная статья: Беспилотные автомобили в России
С 2015 года компании в России активно развивают технологии, необходимые для создания беспилотных автомобилей.
Мировой рынок
Основная статья: Беспилотные автомобили (мировой рынок)
Создание полноценного беспилотного автомобиля - один из самых захватывающих вызовов для технологической мысли начала XXI века для компаний по всему миру.
Смотрите также
Робототехника
Примечания
www.tadviser.ru
Автопилот Тесла – принцип работы, функционал и ограничения
Автономными автомобилями сегодня уже сложно кого-то удивить. Сейчас многие автопроизводители занимаются разработкой этой функции, и результаты действительно впечатляют. На данный момент наиболее известным можно уверенно назвать автопилот Тесла американской разработки. Именно о нём и будет идти речь в нашей нынешней статье.
Впервые эта опция появилась осенью 2015 года. На тот момент Tesla Model S уже позиционировалась как полуавтономный электрокар, но новые функции должны были существенно расширить возможности автомобиля.
На сегодняшний день разработчики ещё не смогли полностью исключить необходимость нахождения человека в водительском кресле. В то же время они сообщают, что уже совсем скоро появится модификация автомобиля, которая сможет полностью автономно преодолеть расстояние между двумя американскими побережьями, причем процедура зарядки также будет автоматической.
Функции системы автоматического пилотирования
Управление в автоматическом режиме. Используя систему обратной связи, работающую в реальном времени, а также множество различных сенсоров и камеру кругового обзора, электрокары американского производителя умеют распознавать другие автомобили, перекрестки, пешеходов, разметку на дорогах, а также траекторию дорожного полотна.
Поэтому автомобили Tesla Model X и Model S умеют передвигаться, выбирая оптимальную скорость движения, полностью автономно. Активация этого режима доступна после разгона машины до 20 км/ч. Это немного напоминает срабатывание автономной системы круиз-контроля.
Отметим, что автомобили других производителей умеют работать и на маленьких скоростях. Но зачастую это серьезно мешает нормально вождению в условиях городского трафика и пробок. Всяческие предупреждения постоянно отвлекают водителя, что вызывает раздражение.
Изменение полосы движения. Перестроение – очень серьезный маневр на дороге, поскольку существуют так называемые «слепые» зоны. А вот автопилот может автоматически перестроиться в выбранную водителем полосу, выбрав оптимальный момент для безопасного совершения маневра.
Автоматическая парковка. Трудности с параллельной парковкой возникают у многих автовладельцев, но электроника в Tesla может сделать всё самостоятельно. Стоит упомянуть о том, что данная функция используется во многих автомобилях других марок, поэтому инновацией здесь и не пахнет. Но хочется подчеркнуть, что система автоуправления может припарковать транспортное средство даже на довольно тесной парковке, с чем обычно не могут справиться другие авто.
Безопасность пешеходов. Система от разработчиков Tesla также способна распознавать пешеходов. Если автопилот посчитает, что существует высокий риск столкновения, он автоматически задействует тормозную систему авто.
Самообучение. Характерной особенностью системы является то, что она постоянно совершенствуется, причем это происходит в режиме реального времени. Данная система умеет самообучаться во время использования электрокара. Принцип работы функции очень несложный – во время эксплуатации автономной системы происходит сбор информации и передача на сервера разработчиков с целью дальнейшего анализа полученных данных.
После этого специалисты время от времени обновляют программное обеспечение. Его свежие версии будут устанавливаться посредством беспроводного подключения к Интернету. Это поможет постоянно модернизировать систему и улучшать её возможности.
Ограничения в работе автопилота
По правилам безопасности, при движении в жилом районе по дороге без осевой линии разметки автомобиль сможет ехать максимум на 8 км/ч больше, чем установленный скоростной режим. При необходимости машина способна ехать с меньшей скоростью. В связи с этим разработчики советуют пользоваться данной функцией на магистралях.
После выпуска обновленной версии автопилота Тесла (7.1) появилось дополнительное ограничение – водителю запрещено снимать руки с рулевого колеса после активации системы. Причина такого решения компании – большое количество случаев с небезопасными действиями водителей при использовании прежней версии системы. Судя по многочисленным видео, опубликованным на просторах всемирной паутины, поведение многих автовладельцев было неадекватным. В общем, ради безопасности пришлось идти на жертвы.
Представители компании Tesla также рекомендуют автомобилистам, которые пользуются системой автономного управления, отдавать предпочтение средней полосе движения на дорогах. Это дополнительно обезопасит вас при езде в сложных метеорологических условиях или на дорогах с недостаточно качественной разметкой.
Принцип работы функции
Автомобиль Tesla Model S оснащен 12 специальными датчиками дальнего действия, которые установлены по бокам, спереди и сзади. Они контролируют всё, что происходит в радиусе 4,5-4,8 метров вокруг электрокара. Кроме этого, в передней части авто установлены камера и радар. На борту есть и модуль GPS. Вся информация, полученная от этого оборудования, обрабатывается специальной системой, которая и формирует общую картину. Кстати, соответствующее изображение выводится на приборный щиток, поэтому водитель может следить за тем, что именно «видит» система.
Система самообучения позволяет специалистам компании Тесла в реальном времени видеть возникающие проблемы. Это позволяет бороться с ними максимально оперативно и одновременно «лечить» другие автомобили. Другим производителям пока очень далеко до этого.
Судя по отзывам реальных пользователей автопилота Tesla, отображение на панели приборов обнаруженных системой транспортных средств делает управление более комфортным, поскольку ты не сомневаешься в том, что машина всё «видит» и контролирует ситуацию. Это не позволяет вам отвлекаться от управления автомобилем, но существенно облегчает жизнь и снижает риск ДТП.
Видео работы автопилота Tesla
https://www.youtube.com/watch?v=A5QFXrpQ-ps
Будущее автопилота
Разработчики утверждают, что упомянутая выше полная автономность уже очень близко. По их словам, ждать осталось всего 2-3 года. Поскольку Tesla – это чрезвычайно прогрессивная разработка, которая завоевала сердца огромного количества автомобилистов просто молниеносно, таким заявлениям можно доверять.
В будущем автомобили Тесла смогут использоваться не лишь на европейских и американских дорогах. Правда, у нас владельцы электрокаров столкнутся с достаточно серьезной проблемой – отсутствием заправочных электростанций. Не секрет, что и за океаном ситуация пока не идеальная, что уж говорить о российских условиях.
Учитывая всё написанное выше, можно прийти к выводу, что уже через 4-5 лет мир покорят полностью автономные транспортные средства, которые можно будет эксплуатировать в разных мировых странах. Даже если существующая система автопилота и не достигнет поставленных целей, она явно будет лидировать среди похожих предложений от других компаний.
avtopub.com
Опасны ли автопилоты современных автомобилей?
Последние события вокруг автомобиля Тесла, получившие широкую огласку в СМИ заставили многих из нас задуматься о безопасности использования автопилотов. Стоит ли всецело полагаться на «умные» режимы управления машиной? Можно ли им доверить полностью управление?
Компания Илона Маска развивается огромными темпами и внедряет новые технологии активнее чем осторожные конкуренты. Не удивительно, что история гибели водителя и автопилота Тесла наделала столько шума.
Когда ведётся расследование тяжело делать выводы и строить прогнозы. Уже сейчас можно констатировать несколько фактов лежащих на поверхности:
1.На автомобиле в момент столкновения работал автопилот.
2.Водитель не следил за дорожной обстановкой.
3.Автопилот машины не смог предотвратить аварию и избежать столкновения.
В компании Tesla официальные лица заявили, что автопилот не смог своевременно обнаружить препятствие из-за яркого солнечного света. Это стало причиной столкновения машины с прицепом и гибели водителя.
Уже стало ясно, что надеяться полностью на электронную начинку автомобиля пускай и самую современную не стоит. Системы автопилотирования не способны обеспечить 100% защиту от ДТП.
Назрела необходимость предупреждать водителей о том, что полностью полагаться на автопилоты не стоит. Компании, занимающиеся выпуском машины не должны в угоду маркетингу вселять в водителей уверенность 100% безопасности подобных технологий. Контроль со стороны человека необходим обязательно на текущей стадии развития автопилотируемых систем.
Невозможно смотреть телевизор в машине во время движения и не следить за ситуацией на дороге. Подобная самонадеянность может привести к трагическим последствиям. Гибель человека станет, вне всякого сомнения, причиной ужесточения уровня безопасности при разработке подобных систем.
Напомним, что в США автомобиль Тесла, двигаясь в режиме автопилот, попал в аварию. Во время движения перед ним выехал грузовик с прицепом. Система автопилотирования не сработала и легковой автомобиль на всей скорости въехал в прицеп грузовой машины.
Водитель погиб на месте. Он не предпринимал никаких действий для предотвращения столкновения. На сегодняшний день продолжается расследование, проводимое сотрудниками национального управления США по безопасности дорожного движения.
Эксперты намерены выяснить отказ системы автоматического управления автомобилем. Это первая авария с участием автопилота.
www.avtogide.ru
