Роботы рулят. Как Tesla и Google готовят беспилотную революцию

Новости автопилота

На днях производитель электрокаров Tesla анонсировал обновление системы автопилотирования для своих авто.

Как написал глава компании Илон Маск на своей странице в Twitter, новые функции системы FSD (full self-driving) появятся «позже в этом месяце».

Пока неизвестно, какое именно обновление готовит компания, но ранее в Tesla заявляли, что в 2020-м должна появиться система автоматического управления авто в городских условиях.

Иными словами, теперь модели Tesla с встроенным пакетом Autopilot и FSD могут начать анализировать дорожную ситуацию в населенных пунктах, реагировать на сигналы светофора и тщательнее отслеживать передвижение пешеходов, а также других участников движения.

Пока же системы автопилотирования Tesla касаются в большей степени движения на шоссе или автоматической парковки, что предлагают и многие другие производители.

К примеру, пакет Autopilot, которым комплектуют все базовые модели Tesla, включает функцию контроля скорости, в зависимости от трафика вокруг, а также удержание в полосе, которое автоматически подруливает автомобиль при его выезде за линию разметки.

В более продвинутом пакете FSD, за который нужно доплатить несколько тысяч долларов, компания предлагает:

• автопилот с навигацией: автоматическая езда авто по шоссе с возможностью смены маршрута, опережения других авто и включения сигналов поворота для смены полосы или съезда с шоссе;

• автопарковку: автоматическая параллельная или перпендикулярная парковка при включения сигнала поворота на месте;

• вызов авто: автоматический выезд или въезд авто в узкое место с помощью мобильного приложения или мультимедийного ключа Tesla;

• смарт-вызов авто: автоматический объезд препятствий при выборе места для парковки или движению к вам навстречу.
  

Не исключено, что позже в этом году могут появиться функции автопилотирования в городских условиях с учетом сигналов светофоров, а также продвинутая смарт-парковка, которая позволит электрокарам Tesla самостоятельно искать место на парковке.

При этом, автопилот Tesla по-прежнему не является системой, которая разрешает водителю отвлекаться от управления авто и полностью полагаться на работу датчиков и радаров.

Из-за неосторожного использования функций Tesla Autopilot и FSD не раз происходили ДТП со смертельным исходом с участием этих электрокаров. В том числе и в Украине.

«Эти функции требуют активного контроля водителя и не делают автомобиль автономным. Активация и использование этих функций зависят от достижения надежности, значительно превышающей возможности человека, о чем могут свидетельствовать миллиарды миль опыта, а также одобрение регулирующих органов, что в некоторых юрисдикциях может занять больше времени», — заявляли ранее в Tesla.

Примечательно, что калифорнийская компания внедряет новые функции систем Autopilot и FSD дистанционно, и владельцы Tesla могут активировать их, обновив ПО своих автомобилей.

Однако, до сих пор ведутся споры по поводу надежности систем автономного управления Tesla и того, к какому уровню они принадлежат.

Что такое уровни автопилота?

Как уже писало НВ, несмотря на то что вспомогательная система управления авто у Tesla называется Autopilot, по сути она является теми же функциями продвинутого водительского ассистента (Advanced driver-assistance), которыми обладают модели многих других брендов.

По большому счету, автопилот Tesla — это несколько доработанная технология помощи в управлении авто, и у компании уже были проблемы из-за того, что они назвали ее Autopilot.

Несколько недель назад два сенатора комитета по торговле, науке и транспорту США заявили, что руководство Tesla должно переименовать систему помощи водителям Autopilot.

Авторы инициативы уверены, что термин Autopilot создает путаницу и конфликтует с инструкцией по эксплуатации автомобиля. Якобы из-за этого люди могут переоценивать возможности автономного управления электрокара.

«Автопилот — несовершенная система, но я верю, что опасности, которая она несет, можно преодолеть», — говорил сенатор Эдвард Марки.

В Tesla ответили, что при использовании автопилота водители попадают в ДТП реже, чем при вождении без него. Хотя в конце 2019-го европейские власти обязали Tesla убрать некоторые функции Autopilot из автомобилей, которые эксплуатируются в странах Европы.

«Эти изменения необходимы для соответствия европейским нормам и затрагивают только некоторые автомобили Model S и Model X… Мы разочарованы требованиями, которые регуляторы решили навязать, ограничивая эффективность этих функций, и будем продолжать настаивать на восстановлении полной функциональности», — говорили тогда в Tesla.

Для градации разных систем автопилота несколько лет назад Сообщество автомобильных инженеров (SAE) выделило шесть основных их уровней:

Уровень 0 — никакой помощи водителю в управлении автомобилем;

Уровень 1 — «hands on» или начальная автоматизация, при которой водитель должен полностью контролировать управление, а система может только изменять скорость или поддерживать дистанцию в полосе. Такие технологии используются в обычном и адаптивном круиз-контроле авто;

Уровень 2 — «hands off» или частичная автоматизация управления, при которой система может контролировать скорость и рулежку, анализируя дорожную ситуацию. На таком уровне не допускается отвлечение водителя от управления авто;

Уровень 3 — «eyes off» или условная автоматизация, при которой водитель может отвлекаться от управления, но все равно требуется его немедленная реакция при экстренном торможении или других чрезвычайных ситуациях;

Уровень 4 — «mind off» или продвинутая автоматизация, при которой водитель может покинуть место управления авто на определенных участках дороги;

Уровень 5 — «steering wheel optional» или полная автоматизация, которая допускает отсутствие любых элементов управления в машине и не требует человеческого вмешательства.

Пока автопилот в любых моделях авто не превышает второй уровень, хотя зачастую водители при наличии таких систем могут принимать их за третий уровень автоматизации и отвлекаться от управления, что иногда приводит к опасным ситуациям.

Для перехода на третий уровень автопилота и создания беспилотных авто ученым нужно решить ряд технических проблем, а также определить моральную сторону вопроса.

К примеру, кем должна жертвовать система автономного управления при неизбежном столкновении с толпой людей, одним человеком, ребенком или человеком старшего возраста?

Разные производители имеют разное мнение на этот счет. Кстати, немного о них.

Как работает автопилот?

В большинстве случаев технологии автопилотирования основаны на работе искусственных нейросетей или искусственного интеллекта.

Это комплексное программное обеспечение принимает решение об изменении скорости автомобиля и положении рулевого колеса, основываясь на информации из камер, сенсоров, радаров, спутниковой навигации и других датчиков.

Очевидно, что качество и эффективность работы автопилота зависит от конкретного аппаратного обеспечения и систем, которые используют для анализа дорожной ситуации.

Вполне вероятна ситуация, при которой сигнал спутниковой навигации запаздывает, камеры и радары неправильно считывают разметку, пропускают некоторые объекты и неточно оценивают расстояние к препятствиям.

Учитывая, что эти данные при движении авто на высоких скоростях должны обрабатываться моментально — минимальные задержки и ошибки в работе сенсоров могут привести к ДТП.

К примеру, Autopilot Tesla включает радиолокаторы, камеры кругового обзора и дальнего действия, высокоточную электрическую тормозную систему с цифровым управлением и 12 ультразвуковых круговых датчиков.

Ультразвуковые датчики считывают все данные о приближении к авто других объектов на расстоянии почти в пять метров в любом направлении и на любой скорости.

Радары отвечают за обнаружение других движущихся объектов и предсказание их положения через некоторое время. Одна из основных — передняя камера дальнего действия — анализирует расстояние к объектам впереди, следит за пешеходами, считывает дорожные знаки и контролирует нахождение авто в полосе.

Кроме того, камеры, радары и ультразвуковые датчики работают вместе со спутниковой навигацией GPS, а также обмениваются информацией о дорожной ситуации с другими электрокарами Tesla в режиме реального времени.

Другие автопроизводители используют похожие системы для создания систем автопилотирования. Но, если говорить о самом продвинутом автопилоте, в мире существуют две компании, которые предлагают такие решения — Tesla и Google.

Точнее не Google, а их дочернее предприятие Waymo, которое с начала 2010-х тестирует свой сервис беспилотного такси в Калифорнии, и является абсолютным лидером по количеству пройденных километров абсолютно без вмешательства водителя.

Кроме тестовых заездов в Калифорнии, у Waymo есть сервис беспилотного такси в городе Феникс, штат Аризона, где тестовые минивэны Chrysler Pacifica без водителя развозят пассажиров.

В отличие от Tesla, в системе автопилотирования Waymo используются датчики LIDAR (Light Detection and Ranging). Эта технология считывает данные о поглощении и рассеянии света, а не радиоволн, как у обычных радаров.

LIDAR считается усовершенствованной версией радара, поскольку он может анализировать ситуацию на гораздо большей дистанции. Но среди недостатков таких датчиков выделяют их высокую стоимость, сложность с видимостью в туман, дождь или снег, а также размеры подобных систем.

Обычные камеры могут гораздо лучше считывать слова и дорожные знаки. Кроме того, неизвестно, как большое количество LIDAR будет взаимодействовать друг с другом и с окружающей средой, поскольку использование лазеров с миллионами импульсов в секунду может сбивать настройки других похожих устройств и дезориентировать их в пространстве.

Несмотря на это LIDAR считается гораздо эффективнее, чем обычные камеры и радары, ведь только эта система позволяет создать точное трехмерное изображение окружающей среды без использования серьезных компьютерных мощностей. Это исключает вероятность ошибок и задержек в работе ПО.

Вдобавок, LIDAR точнее определяет дистанцию к другим объектам, их скорость, а также таким радарам не страшны затемненные или пересвеченные участки дороги.

Из-за высокой стоимости такой технологии, кроме Waymo LIDAR используют только во фронтальных камерах Audi (седаны A6 и A8).

Как Tesla, со своими восемью камерами по кругу, так и другие производители систем автопилотирования считают, что обычные радиолокационные радары и ультразвуковые датчики в паре с продвинутыми нейросетями будут гораздо эффективнее на дороге, чем любые LIDAR.

Хотя представляя новый тестовый флот автомобилей Jaguar I-Pace с пятым уровнем автономности, в Waymo недавно заявили, что их LIDAR позволяют видеть дорожные знаки на расстоянии в 500 метров.

Как бы там ни было, на сегодня использование систем автопилотирования с отвлечением от управления запрещены законодательно в большинстве стран и штатов США. Не говоря уже о беспилотных машинах с пятым уровнем автономности.

Кто окажется прав — Илон Маск или Google с Audi — и по какому пути пойдет автоиндустрия в развитии беспилотных авто — узнаем уже через несколько лет.