Автопилот для автомобиля: мифы и реальность

[tm-viluy.livejournal.com]

Пару лет назад мне довелось провести небольшое журналистское исследование на тему развития новых технологий в автомобильной промышленности. И если гибриды и электромобили - это наше сегодня в области экологии, а что нас ждёт "завтра"? Может самоуправляемые машины...





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 водителем
Важный 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 дней
Машины 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 прогрессу
Благодаря 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...

Comments

[anderson-mike.livejournal.com]

Дистанция между машинами в несколько метров - т.е. если первая машина попадает в ДТП, то в него же попадает и весь остальной караван? Отличная идея!

[antontsau.livejournal.com]

дистанция в десятки метров нужна только для человеков, с их реакцией в секунду-две. Робад реагирует мгновенно, машины начинают тормозить практически одновременно. Конечно если первая машина на полном ходу вьехала в бетонный куб и остановилась за два метра, то вторая приедет в нее, ну так она и с человеком тем более так приедет, даже если там и будет три секунды расстояния (рекомендация из местных правил, которую никто никогда не соблюдает).

[anderson-mike.livejournal.com]

Столкновения с автомобилями происходят куда чаще столкновений с бетонными кубами. И вот при столкновении впередиидущего автомобиля с другим автомобилем дистанция в несколько десятков метров вполне себе спасает, а если дистанция будет пару метров - тут-то все робады с мгновенной реакцией друг в друга и впилятся.

[dimorlus.livejournal.com]

Ну так выберут такую дистанцию, при которой все успевают затормозить, столько метров, сколько достаточно. Она, очевидно, в разы меньше, чем при управлении водителем. Во-первых, реакция системы практически мгновенная, во-вторых, реакция на действия первого в колонне, а не предыдущего.

[anderson-mike.livejournal.com]

Если убрать из вашего комментария слова "очевидно" и "в разы" - я с вами даже соглашусь.

[olaf bond (from livejournal.com)]

Караван будет реагировать на изменение ситуации как одно целое. Это позволит значительно снизить безопасный интервал между авто. А вот на сколько - этим и занимаются.

[ardelfi.livejournal.com]

Автор, статья по этой теме не должна быть длиннее одного предложения. Как только общество будет готово убрать с дорог белковых водителей, там появятся полностью автоматические автомобили и нулевая аварийность -- иначе никак, никогда и ни в коем случае.

Потому что.

[antontsau.livejournal.com]

проблема с автоуправляемыми машинами - как всегда, при взаимодействии с человеками. Выстроиться в колбасу и так и ехать за ведущим, или по какой-то спецразметке держаться в полосе, или даже полностью самостоятельно (жаба не тормозит!) разбираться в вполне реальной дороге компутер уже может. А вот предсказывать что выкинет вооооооон тот идиот на другой стороне дороги, что он сейчас пойлет на обгон, поворот или взлет, что кто-то начнет встраиваться в такой караван со скрипом тормозов и нырянием под фуру, что какая-то блондинка опять перепутает педали, что какой-то пешеброд выпадет прямо под колеса из кустов и пр (см ру.чп, там таких роликов пачками) компутеру слабО. Человеки конечно в этих случаях тоже в большинстве случваев выступают мягко говоря малоэффективно, но компутер-то выступит прямо АНТИэффективно.

Вывод - УВЧ, как всегда. Какие-то специально обученные дороги, на которых ВСЕ едут под управлением компутера. На которых нет белковых идиотов, только кремниевые. Встал на такую дорогу - компутер взял управление и едет. Сьехал - рули сам. Но это крайне трудно построить, пока мало компутероуправляемых мойшин - не нужны и такие дороги, пока мало таких дорог - никто не будет покупать мойшину с автопилотом.

[xan-ua.livejournal.com]

Заложить на уровне требований, приблизительно как в Германии минмальная скорость на автобанах заставляет всех производителей техники, если они хотят иметь возможность перегонять ее по этим самым банам, обеспечивать технику такой скоростью, даже если она ей и не особо нужна.

[antontsau.livejournal.com]

не работает. Это же не требование чтоб оно до 50 кмч могло разогнаться, а весьма дорогостоящая и глубоко интегрированная система. Обязать всех ее ставить, чтоб лет через 10 наконец появились и первые автобаны где ее можно будет применять, а через 50 лет их уже стало не три на страну а вполне действующая сеть? Не, ну можно, конечно, но сколько это будет стоить всей экономике?

Вон эти немецкие автобаны и посейчас достроить не могут. 80 лет назад начали, и все продолжают. Но уже хотя бы вполне плотная сеть получилась.

[avotara.livejournal.com]

Наиболее вероятные нарушения ПДД со стороны других водителей и так введены и методы избежания серьезных повреждений в таких случаях.

Тут скорее вопрос менталитета, на случай ДТП, он будет подорван. У нас ведь как - кто больше заплатил тот и прав, с роботом это не прокатит, против полной записи происшествия не попрешь. Не только видеозаписи, а и показаний датчиков, расчетов...

[megasnake.livejournal.com]

Мне кажется, чтоб это всё заработало в реальности требуется единовременно перевести вообще все транспортные средства, участвующие в дорожном движении, на автопилот. Чтоб роботы на дороге взаимодействовали с другими роботами, а не с людьми. В этом случае, все автомобили на одном участке дороги могли бы просчитывать траектории друг друга, не допуская столкновений, сообща реагируя на дорожную ситуацию сразу всем потоком. Таким образом, например, сразу весь поток мог бы принудительно снижать скорость перед пешеходным переходом, облегчились бы необходимые перестроения и маневры отдельных участников движения -- им бы автоматически уступали.

А если на дороге среди алкашей и лихачей едет себе машинка-робот, её очень быстро замнут и задавят непредсказуемостью и борзотой.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Меня несколько пугает сама концепция - водитель + робот. Причём, водитель - главный. Он может вмешиваться в любую минуту.
Прикиньте ситуацию: спит блондинка за рулём, вдруг что-то сквозь сон почудилось - она хватается за руль и резко выворачивает его в сторону…
Даже если в этой ситуации будет опытный водитель и не спящий:
- Он будет внимательно следить за дорожной ситуацией на все 360^o если за него всё делает компьютер?
- Сомневаюсь.
А принимать решение не вникнув полностью в дорожную обстановку - это самая распространнёная причина аварий.

И потом, откуда возьмутся хорошие водители, если никто не будет иметь стажа реального вождения? Весь стаж - у робота.

[re-xor.livejournal.com]

Похоже, что в ближайшем будущем наиболее реальный вариант - это разграничение двух видов движения-ответственностей, двух видов дорог.
1. Привычный способ и правила (как сейчас), ответственность на водителе.
2. Движение по "автоматической" дороге, при заезде на которую ответственность переключается на автоматическую систему и стоящее за ней юридическое лицо, которое и компенсирует все издержки в случае аварий и прочее. Конечно, это должна быть явно или косвенно платная дорога. Но зато на ней скорость больше и водитель может поспать, например. То есть в момент заезда на эту дорогу его автомобиль превращается в вагон поезда.

С промежуточными вариантами - гораздо сложнее.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Наиболее реальный вариант - построить параллельную сеть дорог?? )))
В некоторых странах (не будем показывать пальцами) просто сеть дорог не могут построить…

Впрочем, не в будущем, а уже в настоящем - автоматика работает на обычных дорогах, причём работает автономно (как и водитель), полагаясь лишь на собственные датчики, а не на какой-нить центральный компьютер, собирающий информацию от всех участников движения. Как вы понимаете, у лося выскочившего на дорогу, нет ни передатчика, что-бы он мог сообщить компьютеру где находится и что собирается делать, ни приёмника, для того чтобы принять из командного пункта сигнал: уйди с дороги. Так что, управление должно быть автономное и такому управлению нет разницы - остальные участники рулят вручную или едут на автомате.

[avotara.livejournal.com]

Просто интересный факт: Шатл управлялся полностью автоматически, космонавты управляли только шасси и еще несколькими простыми функциями, и даже эти функции дублировал робот т.е. если-бы они не нажали на кнопку или нажали не вовремя робот сделал бы все сам.

Так вот думаю такая-же система и в автомобиле, ну не совсем такая, а в смысле она не даст неожиданно проснувшемуся человеку устроить ДТП

[ed-jan-lt.livejournal.com]

К сожалению, для автомопрома (да и для гражданской авиации) концепция обратная.

[revered-.livejournal.com]

Мож просто те кому нужен автопилот лучше на трамвайчике едут? Машина она какбе для удовольствия от процесса.

[re-xor.livejournal.com]

Так зачем лишние-то сложности с пересадкой. Решил поспать - переключил режим на автоматический и "превратил" автомобиль в трамвайчик, не прекращая перемещения своего бренного тела из одной точки в другую.

[revered-.livejournal.com]

Спать надо дома в постельке.

[antontsau.livejournal.com]

удовольствие удовольствием, а прорулить 1500 км, или даже 50 км но после рабочего дня, каждый день по одной и той же дороге, в обшем потоке, так себе по привлекательности занятие. Если это можно свалить на робада (а самому в это время делать что-то осмысленное, читать газету, срать в интернетики и тп), то масса народа вполне сваливала бы.

[revered-.livejournal.com]

Так вот кому не в радость или в тягость те и садятся на трамвайчик, метро или электричку и спокойно себе добираются. И пробок меньше. А то прям словно кто-то заставляет на вёдрах ездить чесслово.

[tm-viluy.livejournal.com]

об этом и речь!

[modest-so-zvezd.livejournal.com]

к 2050 году роботы полностью вытеснят обычные авто

[blacktiger63.livejournal.com]

Развитие автомобильных "автопилотов" неизбежно заставит ввести скоростной обмен информацией между участниками движения. Это революционизирует уличное движение. Представьте, вы садитесь в авто, указываете пункт назначения. Автопилот выбирает оптимальный маршрут исходя из состояния дорог, загруженности трафика и пр. Сообщает свой маршрут остальным участникам движения, и в путь. Перед началом любого маневра соседние машины "советуются" и соответственно замедляются/ускоряются, принимают право/лево и проч. Скорость движения может сильно возрасти, а интервалы и дистанции между машинами наоборот сократиться, человек за рулем просто физически не сможет управлять автомобилем в городе ;) Максимум, это будет как в современных самолетах - ЭДСУ, т.е. машина будет выполнять команды водителя только после согласования с автопилотом.