Автомобили-беспилотники. Когда можно будет выкинуть права?

Что мешает отстранить от управления автомобилем человека — «слабое звено», совершающее ошибки? Как только гидравлические усилители руля массово уступили место электрическим, автомобили сами могут крутить баранку.

В некоторых областях «робомобили» уже заменили живых водителей. Например, шинники активно пользуются «беспилотниками» при проведении большого числа однотипных замеров: машина сама и выполняет упражнения, и фиксирует результаты

В качестве доказательства поборники «робомобилей» приводят системы автоматической парковки, когда датчики отслеживают препятствия по периметру автомобиля, система рассчитывает траекторию, и автомобиль заруливает на замеченный им же самим свободный клочок земли. Притом самые современные ассистенты быстрее и точнее человека могут определять дистанцию до препятствий!

Но не спешите праздновать победу электронного разума. Взять, например, «чтение» знаков — этому умению первым обучился обновлённый Mercedes-Benz S-класса 2009 модельного года: в салонное зеркало инженеры встроили камеру, которая распознаёт установленные вдоль дороги знаки и таблички. Но. Знаки должны строго соответствовать стандартам — их образы отрисовывают и загружают поставщики карт.

Так должен «видеть» дорожную ситуацию автомобиль, оснащённый полноценным автопилотом: в поле зрения непрерывно находятся и оцениваются сигналы светофора, дорожные знаки, разметка, а также подвижные и статичные объекты

Впрочем, главная проблема «беспилотников» — ориентация на местности. Да, многие модели обучили управлять скоростью, следить за дистанцией и подруливать. Но для этого нужна чёткая разметка. Или едущие впереди автомобили: например, новый S-класс и концептуальные Volvo «ловят» номерной знак едущей впереди машины (разумеется, управляемой водителем), чтобы «понять» особенности данной дороги.

И высокоточные приёмники GPS не станут панацеей — в тоннеле, где сигнал полностью пропадает, машина попросту «потеряется». Другой вариант решения проблемы — прятать под асфальтом магнитные метки — также признан бесперспективным: это сколько же миллионов километров дорожного полотна придётся переложить? Как считают инженеры Volvo, нужны карты. Притом фантастически подробные, с отбойниками, бордюрами, знаками, а потому безумно дорогие.

Долгое время проезд перекрёстков считался сложной задачей, которая, наконец, решена. Объединив «ассистент проезда перекрёстков» и систему распознавания сигналов светофора и знаков, уже сейчас можно научить машины разъезжаться на пересечениях дорог

Чтобы машина научилась поворачивать и перестраиваться, её придётся обвешивать дорогими системами слежения. Это минимум четыре радара (спереди и сзади), фронтальная и круговые камеры, ультразвуковые сенсоры, камера ночного видения. «Мозгами» таких автопилотов являются настоящие полноразмерные компьютеры, которые занимают немало места — с багажником можно проститься.

А вездесущие пешеходы? Да, камера и тепловизор их «видеть» умеют: но пока затормозить перед человеком машина может только на скорости до 50 км/ч. Притом распознаёт автоматика лишь взрослых и детей ростом выше метра, тогда как малыши и животные остаются для системы «невидимыми». Так что специалисты Mercedes-Benz считают, что нынешний уровень развития подобного «ассистента» позволит предотвратить, мягко говоря, скромные 6% наездов.

Из компаний, которые всерьёз работают над беспилотными технологиями, отметим Bosch, Continental и Google, а из автомобильных марок — Mercedes-Benz, Audi и Volvo. Кстати, «робомобили» шведской марки «Авто Mail.Ru» недавно тестировал

И, конечно, нельзя забывать про законодательство. Нынешние законы и правила не предусматривают, что за рулём машины может никого не оказаться: в частности, всеобъемлющая Венская конвенция предписывает каждому транспортному средству иметь водителя. А кого винить, если «заглючившая» (или взломанная хакерами) электроника станет причиной аварии? Непонятно.

Но не будем пессимистами. Это пока электронные помощники не слишком совершенны, чтобы заменить человека. Но умнеют автомобили очень и очень быстро. Прогнозы таковы. Эксперты компании Bosch считают, что серийные автомобили без водителя выйдут на дороги не раньше 2020 года. Аналогичный прогноз от Continental — 2025 год, от Mercedes-Benz — 2030 год. Еврокомиссия также считает, что именно 2030-й станет годом массового появления «робомобилей». В общем, ждать осталось недолго.

Примерно так будут выглядеть «маршрутки будущего». Этот беспилотный автобус Ligier EZ10, которые уже закупают университетские кампусы, мы тестировали на мероприятии Michelin Challenge Bibendum. Подробности — в материале «Тест пяти автомобилей будущего»

Будущее, где все автомобили — «беспилотники», урбанисты видят так. Первыми исчезнут знаки, светофоры и лежачие полицейские — их функции примут на себя интеллектуальные системы управления движением. Затем города избавятся от парковок: машины будут стоять на больших площадках за городом, к своему владельцу подъезжая по системе «точно вовремя».

А какими дивидендами грозит всеобщая роботизация! Езда «паровозиком» должна снизить расход топлива на 20%, на дорогах сможет помещаться больше машин (так как дистанция и боковые интервалы будут на уровне считанных сантиметров), иссякнут пробки... Работа общественного транспорта и доставка грузов перестанут зависеть от человеческого фактора. И, конечно, исчезнут аварии. А управление автомобилем превратится... в хобби, каким сегодня стала верховая езда. Вы готовы выкинуть права?

Как всё это работает

Большинство отработанных на сегодняшний момент технологий будут использоваться и в будущем, когда человеку предстоит садиться на левое переднее кресло автомобиля, только чтобы почитать книгу или посмотреть фильм. А потому имеет смысл разобраться, как работают современные электронные ассистенты, уже успешно реализованные на серийных машинах.

Данная иллюстрация наглядно показывает, какие «органы зрения» нужны беспилотному автомобилю, чтобы уверенно ориентироваться на местности. Полученную информацию обрабатывает мощный компьютер, который, кстати, нужно защищать от кибер-атак

Основой «зрения» систем являются радары разной дальности (контролирующие пространство на 200 метров перед автомобилем), а также стереокамера: два объектива снимают происходящее, а компьютер сопоставляет изображения и получает таким образом не плоскую, а объёмную картинку. Пока современные «бинокуляры» довольно близоруки и «видят» всего на 50 метров. В монокулярном режиме каждая камера способна различать объекты на расстоянии до полукилометра.

Адаптивный круиз-контроль. Фактический прототип будущих автопилотов. Такой «ассистент» при помощи вышеупомянутых радаров и стереокамеры уже умеет поддерживать дистанцию и подруливать, готов оградить водителя от «суицидальных» действий (например, от выезда на полосу, где движется встречный автомобиль), но пока не способен поворачивать и менять полосу для обгонов и перестроений

Активная подвеска. Интересно, что «робомобили» должны стать не только безопаснее привычных автомобилей, но и... комфортнее. Вот почему. Помимо всего прочего, стереокамера может отслеживать рельеф дороги перед «носом» машины, а блок управления по соответствующим сигналам, учитывая текущую скорость движения, — менять положение каждой из четырёх гидроопор активной подвески. Такая схема пока успешно опробована только на новом Mercedes-Benz S-класса и соплатформенных моделях

Ассистент проезда перекрёстков. «Увидев» при помощи радара, что автомобили, двигающиеся наперерез, не собираются уступать дорогу, машина сначала предупредит водителя сигналом, а затем начнёт тормозить. Дальность работы системы — 60 метров, максимальная скорость — 72 км/ч. Научив систему распознавать знаки и сигналы светофора, можно научить «робомобиль» проезжать перекрёстки

Ассистент удержания на полосе. За дорожной разметкой следит отдельная камера, которая распознаёт и сплошные, и прерывистые линии и белого, и желтого цвета. Простые системы умеют только предупреждать водителя вибрацией на руле, тогда как продвинутые умеют самостоятельно «подруливать» вдоль разметки, притом разными способами: либо за счёт торможения колёс по одному из бортов, либо за счёт отклонения баранки штатным электроусилителем

Парковочный ассистент. Сенсоры оценивают расстояние до препятствий — ограждений или других припаркованных машин, компьютер рассчитывает траекторию, исполнительные механизмы (электроусилитель руля, коробка передач, тормозная система) загоняют автомобиль на облюбованный пятачок. При этом электронике по силам как заехать, так и выехать из «кармана»

Система обнаружения пешеходов. Стереокамера «рассматривает» дорогу перед автомобилем, а компьютер идентифицирует «изображение» — в систему загружены нескольких сотен человеческих силуэтов, с которыми электроника сравнивает «увиденное». Сообразив, что возможен наезд, машина сначала предупредит водителя звуковым сигналом, а в самом экстренном случае резко затормозит. Для большей эффективности наиболее продвинутые «ассистенты» дополнены тепловизором

Умная оптика. Деления на ближний и дальний режимы больше нет: ориентируясь на информацию от радаров и камеры, электроника сама регулирует форму светового пучка, «обтекая» встречные и попутные автомобили, не ослепляя их водителей. Подробности работы «умной оптики» раскрывают материалы «Фары будущего: какие круче, лазерные или диодные?» и «Свет во всём тоннеле. Будущее автомобильной лампочки»

Алексей Кованов, Владимир Веригин
Фото фирм-производителей и автора