Автопилот что это такое в машине

Разобрали принцип работы автопилотов в современных авто. Насколько это безопасно?

Машина с автопилотом считается транспортом следующего поколения и мечтой многих автолюбителей: ведь чтобы добраться до нужно места, не нужно будет крутить руль. Сиди себе в салоне и спи, автомобиль доедет до нужного места сам.

На самом деле, автопилот для гражданских авто существует уже сейчас. Машины под управлением искусственного интеллекта можно встретить даже на дорогах Москвы, но как это все работает?

Рассказываем всю правду про современные беспилотные машины.

Какие бренды делают авто с автопилотом

Машина с автопилотом от американского стартапа.

Единой системы автопилота нет, потому что в 2010-х годах многие крупные автомобильные бренды начали разработку собственного беспилотного программного обеспечения.

Систему датчиков для анализа дороги и препятствий можно установить практически на любую машину. Так что у ведущих автопроизводителей нет какой-то специальной модели авто для тестирования автопилота.

Основой любого авто с беспилотным управлением является искусственный интеллект, который должен мгновенно принимать решения, учитывая поступающие данные с датчиков и камер, установленных по всей машине.

На сегодняшний день автопилот разрабатывают и тестируют следующие производители:

▪️ General Motors
▪️ Ford
▪️ Mercedes Benz
▪️ Volkswagen
▪️ Audi
▪️ Nissan
▪️ Toyota
▪️ BMW
▪️ Volvo
▪️ Tesla

Автопилот тестирует даже Apple. Правда не слишком хвастается результатами. В прошлом году ее автопилот признали худшим из имеющихся в США.

Куда лучше дела у Google. Для них умное авто разрабатывает компания Waymo, дочернее предприятие Alphabet.

Цену увеличивают те самые модули для автономной езды и сертификация, о которой мы поговорим позже.

Беспилотные авто реально сами ездят? На самом деле нет

Так видит дорогу автопилот автомобиля.

В идеале машина с автопилотом работает автономно, то есть водителю не нужно жать на педали и перехватывать управление даже в сложных дорожных ситуациях. Но это пока лишь в теории.

У Tesla на сегодняшний день самый продвинутый по своей функциональности автопилот, но даже он официально называется «интеллектуальный помощник водителя». То есть полностью доверить ему управление авто ещё нельзя.

Общество инженеров автомобильной промышленности (SAE) выделяет шесть степеней автономность машин. Полная автономность – это последняя, шестая степень. С таким автопилотом водитель лишь задает конечный пункт маршрута, а процесс передвижения полностью ложится на программное обеспечение.

Все 6 степеней автономности машин по версии Общества инженеров автомобильной промышленности.

Сегодня на дорогах общего пользования можно встретить машины с функцией беспилотного управления третьего уровня автономности. Пока это максимум, до чего дошли автопроизводители.

В недалёком будущем машины с автопилотом 6-й степени автономности обязательно появятся. А пока за рулем обязательно должен сидеть человек для перехвата управления, если система не справляется.

Что умеют беспилотные авто сегодня

Дорога «глазами» искусственного интеллекта.

Искусственный интеллект автопилота в наше время может не только анализировать динамичную дорожную обстановку в реальном времени, но и «узнавать» людей, животных и неодушевлённые преграды.

Это не говоря о распознавании дорожной разметки, сигналов светофора и дорожных знаков.

Для этого программа постоянно анализирует данные с датчиков, которых можно разделить на 4 вида:

Камеры. Отвечают за визуальное обнаружение объектов, например, дорожная разметка и знаки
Радар. Определение препятствий и объектов впереди и сзади, а также определение расстояния до них
Лидар. Похож на радар, но работает с углом обзора 360 градусов и распознает объекты вокруг на расстоянии до 60 метров
Датчик положения. Вмонтирован в колесо, определяет положение машины на карте.

Искусственный интеллект анализирует информацию с разных датчиков, и вот как это выглядит в реале:

Бортовой компьютер соединяет информацию, полученную от сенсора, с находящейся в памяти картой местности. Собранные данные хранятся в общей базе, чтобы ими могли пользоваться другие машины.

Беспилотник должен собрать очень много данных, и эти данные должны собираться не на полигоне и даже не в одном конкретном месте, а во всем городе – везде, где есть свободное движение. Чем больше беспилотников, тем больше данных, тем безопаснее технология.

Как тестируются беспилотные машины

Беспилотный транспорт тестируется на специальных полигонах. В России самым известным стал технопарк «Калибр» на улице Годовикова в Останкинском районе Москвы. Кроме него в стране насчитывается несколько десятков таких технопарков.

На полигонах автомобили тестируют прежде всего на взаимодействие с дорожной инфраструктурой и с пешеходами на зебрах. На таких испытаниях выясняются печальные подробности: автопилот Tesla удалось обмануть с помощью дешевого проектора.

Испытатели проецировали различные двумерные изображения, а система воспринимала их как реальные объекты.

Если авто проходит этот этап, начинается следующий – в реальных условиях на шоссе. Во время таких испытаний в салоне находится пилот-испытатель, чтобы перехватить управление, если искусственный интеллект не справляется.

На дорогах Москвы беспилотники появились в июне 2019 года. Машины курсируют по специальным зонам для тестирования. Перед выходом на дорогу общего пользования Москвы первый беспилотник прошел сертификацию на полигоне НАМИ.

Как сертифицируются машины с автопилотом

Перед выходом на дорогу беспилотный автомобиль получает сертификацию о прохождении испытаний высокоавтоматизированных транспортных средств (ВАТС).

Она представляет собой проверку исправности комплектующих. По сути, сертификация дублирует испытания, которые проходит любой автомобиль перед тем как выйти на рынок.

В России беспилотник проходит сертификацию и на этапе тестирования. В США на этот период она не требуется — сразу после выхода с конвейера и оснащения всеми необходимыми датчиками автомобиль выезжает на трассу общего пользования.

Глава направления беспилотных автомобилей «Яндекса» Дмитрий Полищук говорит, что этот процесс мало чем отличается от сертификации обычного автомобиля. Регуляторы проверяют преимущественно тормозную систему, стояночный тормоз, поворотники, фары, а к беспилотной технологии прямого отношения это не имеет.

Проверить искусственный интеллект на пригодность к вождению, по его словам, невозможно.

В свободной продаже автомобилей с беспилотным управлением в России в ближайшее время не будет. Все машины ездят в рамках тестов и испытаний.

А кто будет виноват, в случае ДТП с участием беспилотного авто в России?

Машина Яндекс.Такси со встроенным автопилотом на испытательном полигоне.

Так как автомобили с функцией автопилота пока ездят в тестовом режиме по дорогам России, этот вопрос ещё не обсуждался официально.

Все беспилотные автомобили в России обязательно страхуются сейчас на 10 млн руб. Так что страховка покроет ущерб от практически любого ДТП с участием машины без водителя за рулем.

В то же время в Великобритании готовится проект «Vehicle Technology and Aviation Bill», в котором есть пункты касательно ДТП с участием беспилотного транспорта:

?? Если в момент оформления страхового полиса страховая компания была проинформирована о том, что транспортное средство будет использоваться в режиме автопилота, тогда она несет полную ответственность по застрахованному авто.

?? Если беспилотный автомобиль не застрахован, тогда в случае аварии ответственность будет нести автовладелец.

?? Если аварийная ситуация возникла по причине сбоя в программном обеспечении или оборудовании, тогда вина ложится на плечи компании-производителя.

?? Если авария стала следствием вмешательства автовладельца в ПО или собственник не выполнил указания производителя (например, не провел обновление программного обеспечения вовремя), тогда страховщик может взыскать страховую выплату с автовладельца.

Так что к появлению частных полностью беспилотных машин общество почти готово.

Современному автопилоту ещё далеко до полностью автономной работы

Volvo с системой автопилота на крыше.

Сложно поспорить, что машины без водителя — транспорт будущего, хоть сейчас мы ещё далеки от изобретения полностью автономного автопилота.

На сегодняшний день тестирование таких машин слишком затратно, но в том же Яндексе уверены, что в будущем поездки на авто с ним окажутся дешевле, чем на такси.

Пока что искусственный интеллект слишком уязвим и непредсказуем. Его можно обмануть или сбить с толку.

Единственный способ его усовершенствовать — больше тестировать. Чем активнее этим будут заниматься компании, тем скорее машины с полностью автономным управлением войдут в обиход.

Источник

Автопилот что это такое в машине

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.

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!

Источник

Слава роботам: изучаем системы автопилота в современных авто

Технический прогресс неумолимо движется вперед, к новым горизонтам. Если еще каких-то пять-шесть лет назад магнитола с USB-входом в автомобиле была предметом гордости автовладельца и желанной добычей для хулиганов, то сейчас и телевизор на торпедо мало кого удивит.

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:

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:

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:

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:

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:

Данные с этих датчиков передаются в управляющий блок, передающий команды устройствам управления.

Источник