Беспилотный автомобиль в России и мире: есть ли жизнь без водителя?

Беспилотный автомобиль – это машина, которая управляется при помощи встроенных автоматически систем, без участия водителя. Помните, в «Пятом Элементе» герой Брюса Уиллиса перемещался на беспилотной летающей тачке? Современные автомобили двигаются примерно так же, но только по земле. До воздуха прогресс еще не дошел, но, кто знает, что ждет нас в будущем?

Многие относятся к беспилотным автомобилям, как к технологии будущего, не подозревая, что оно уже наступило. Что вы скажете на то, что люди в мире уже передвигаются на роботачках, а такой способ езды признан едва ли не в два раза более безопасным, чем стандартное вождение?

Беспилотные автомобили есть и в России, в 2023 году на дорогах можно встретить не только легковые машины, но и грузовые, на базе Камаза. В Москве вовсю катаются беспилотные такси от Яндекс – эти машины никогда не опаздывают и умело объезжают городские пробки. Как видите, робомобили постепенно входят в наши жизни, а уже 2030 году планируется их повсеместное и массовое использование.

Хотите знать, как работает беспилотный автомобиль, какими системами он управляется, и кто выпустил самый первый в истории транспорт без водителя? Об этом и не только – в нашей статье!

Как работает беспилотник?

Чтобы понять, что значит беспилотный автомобиль, надо разобраться, каким образом он едет и кем управляется. Некоторые думают, что существует некая дистанционная диспетчерская служба, которая контролирует передвижение каждой тачки, следит за ее показателями, выполняет навигацию. Совсем как в авиасообщении, где каждый самолет отслеживают авиадиспетчеры.

За беспилотным транспортным средством никто не следит, оно на самом деле едет самостоятельно. Управление осуществляют различные автономные системы, которые отслеживают каждый параметр. Программное обеспечение беспилотного автомобиля базируется на алгоритмах метода моментальной локализации и анализе карт местности в режиме реального времени. Другими словами, датчики на машине (камеры, радары, сенсоры) и система спутниковой навигации вместе имитируют человеческий фактор, принимая решения об увеличении или уменьшении скорости, построении маршрута, экстренном торможении и т.д.

Основные системы

Чтобы вы лучше разобрались, как передвигаются беспилотные авто в Москве и в мире, давайте перечислим основные системы автономного передвижения:

1. Лазерный дальнометр (лидар). Оборудование устанавливается на крыше машины. Оно создает трехмерную карту пространства вокруг объекта в радиусе 100 м. Компьютер моментально объединяет полученные данные с Гугл картами в сети, тем самым, получая информацию о правилах дорожного движения, траффике, и прочих важных деталях. Если говорить метафорами – лидар является «мозгом» беспилотного автомобиля.
2. Система радаров. Представляет собой «зрительный орган» транспортного средства. Радары располагаются на передней и задней части машины, в количестве не менее 4 штук. Посредством радиоволн они постоянно сканируют местность, отслеживая расстояния до ближайших объектов, их траекторию, скорость. Радиоволны отталкиваются от препятствий, и возвращаются на принимающую антенну, в результате, автомобиль «видит» все пространство вокруг себя.
3. Датчик геопозиции авто. Это прибор, который определяет координаты объекта на карте, контролирует передвижение, отслеживает маршрут;
4. Видеокамеры. Обычно их не менее 3 штук. Они контролирую ситуацию на дороге вокруг машины: сигналы светофоров, дорожные знаки, внезапные опасные объекты, опасное сближение с другими тачками, безумных пешеходов, собак, перебегающих дорогу и т.д.
5. Сердцем управления беспилотного автомобиля является компьютер. Он принимает информацию со всех датчиков, сопоставляет ее с данными спутниковой системы и принимает решения в каждый момент движения транспорта.

Итак, вы увидели в Москве беспилотную машину, допустим, это такси от Яндекс. Давайте проанализируем, каким образом она едет:

• Перед стартом лидар генерирует карту местности и передает ее компьютеру. Последний соединяет информацию с данными в своей памяти;
• Радары сканируют объекты вокруг, позволяя компу выявлять свободный коридор движения;
• Видеокамеры и сенсоры сообщают ситуацию на дороге. Компьютер анализирует деятельность других участников движения, жесты инспектора ГИБДД, сигналы светофора, туман, гололед, слабую видимость и принимает решение о перемещении.
• Одновременно, через Интернет поступает информация о дорожных заторах, пробках, авариях и закрытых на ремонт участках. В результате беспилотный автомобиль строит оптимальный, безопасный и комфортный маршрут для передвижения из пункта А в пункт Б.

Все перечисленные процессы осуществляются одновременно и в режиме реального времени. Каждую секунду поступают новые данные, которые молниеносно обрабатываются, позволяя формировать новые решения. В итоге, машина корректно регулирует скорость, траекторию, торможение. Правильно распознает окружающие объекты в любую погоду, не теряя бдительность в дождь, снег или туман. Беспилотный автомобиль не пропустит дорожный знак, сигнал светофора или ребенка, внезапно выскочившего на дорогу. Благодаря спутниковому сообщению вы никогда не заблудитесь и приедете в конечный пункт всегда вовремя.

Как видите, мир не стоит на месте. На дорогах города маневрируют автомобили без водителей, а в самолетах есть WiFi 🙂 .

Уровни автономности

В настоящее время автономная система проходит режим пробации. В Москве давно начали тестировать беспилотные автомобили, но в тачках все равно по-прежнему присутствует водитель.

Существует понятие уровней автономности беспилотных автомобилей, где «0» — это машина под управлением водителя, а «5» — абсолютный беспилот. Давайте разберем уровни подробнее:

• «0» — нет никакой автоматизации, в машине присутствует пилот;
• «1» — водитель и компьютер работают сообща. Данный уровень уже включен во многие современные автомобили. Его элементами является опция автопарковки (машина сама паркуется), круиз-контроля, система ABS.
• «2» — частичная автономность, при которой, однако, водитель держит руки на руле. Автомобиль сам рулит, ускоряется и тормозит, но водитель все равно контролирует ситуацию;
• «3» — пилот присутствует, но может заниматься своими делами. Его присутствие может потребоваться в конкретный момент, о чем система сама предупредит в случае необходимости;
• «4» — водитель должен находиться в машине, но может, к примеру, лечь спать. В случае, если потребуется его вмешательство, автомобиль припаркуется и дождется пробуждения. Движение продолжится, когда водитель решит проблему.
• «5» — полная автоматизация. Присутствие человека не требуется.

Тестирование беспилотных автомобилей в России сегодня ограничено законодательной базой, которая пока не разрешает внедрение пятого уровня автоматизации. Однако, президент поручил оптимизировать этот процесс и ускорить его повсеместное введение. Ожидается, что уже к 2025 году беспилотные автомобили появятся в открытом доступе, как минимум во всех крупных городах страны.

История беспилотников в мире и России

Первые эксперименты по созданию беспилотного транспортного средства, начались еще в 20х годах прошлого века. Первые полноценные беспилотные автомобили появились в 1980 годах. Речь идет о проекте «Navlab» в университете Дейл-Карнеги (1984 г.) и «Прометей» в военном университете Мюнхена (1987 г.). Машины умели самостоятельно передвигаться, рулить, принимать базовые решения.

В начале нулевых правительство США занялось спонсированием технологических состязаний среди автомобилей-роботов. В 2005 году победитель конкурса DARPA Grand Challenge  Себастьян Трун получил призовые 2 млн. долларов. Впоследствии он занялся разработкой первого «гугломобиля», который работал, используя информацию с сервиса Google Street View.

Сегодня разработкой беспилотных автомобилей занимаются многие компании, среди которых лидируют:

• Tesla;
• General Motors;
• Автономные авто от Гугл;
• Volkswagen;
• Audi;
• BMW;
• Volvo;
• Nissan;
• Cognitive Technologies.

В России

В 2015 году ПАО «Камаз» и компания «Cognitive Technologies» объединились для совместного создания грузового беспилотного транспорта. Министерство Образования России оказало компаниям мощную финансовую поддержку. Результатом стало создание программно-аппаратной системы C-Pilot, которую можно устанавливать не только в грузовые, но и в легковые машины. Согласно плану развития, к 2023 году планируется внедрение системы с 5 уровнем автономности. Сегодня беспилотные грузовые автомобили «Камаз» в России практически полностью готовы к работе. 26 ноября 2018 года Дмитрий Медведем подписал постановление о начале применения на дорогах беспилотных автомобилей. Это стало отправной точкой в формировании законодательной базы РФ в области использования автономных транспортных средств.

Беспилотный транспорт от Яндекс

Крупнейшая российская IT-компания давно занимается разработкой беспилотных технологий. Такси беспилотники успешно колесят по Москве, Санкт-Петербургу, Екатеринбургу и другим крупным городам России, правда, пока с водителем для подстраховки. Регулярно осуществляются пробные поездки на дальние расстояния.

Автопарк беспилотных автомобилей Яндекса включает следующие прототипы: Kia Soul, Toyota Prius, Hyundai Sonata. Этими марками проще всего управлять при помощи электроники. К слову, марка автомобиля не играет существенной роли, ведь беспилотный софт и модуль можно установить в любое авто. Кстати, Яндекс планирует в будущем продавать свою технологию. Совсем скоро любой желающий сможет купить систему и поставить ее в собственной тачке. Кто знает, может уже через 10 лет на дорогах не останется машин с водителями за рулем.

Tesla

Эта компания знаменита своей деятельностью по производству и продаже электромобилей. Неудивительно, что она занялась внедрением в свой транспорт беспилотной технологии, ведь область знаний в области электронных инноваций у нее гораздо шире, чем у многих других компаний. В 2015 году был выпущен автомобиль с полуавтоматическим управлением, который заслужил множество положительных отзывов обзорщиков. Автопилот умеет ограничивать скорость, придерживаться движения в рамках заданной полосы, держать дистанцию, выбирать оптимальный режим езды. Машина умеет разгоняться до 200 км/ч и проезжает на одной батарее до 400 км. Пилот, все же, нужен.

Цена нового беспилотного автомобиля Тесла в Америке сегодня составляет около 35-40 тыс. долларов. В России стоимость выше на 5-7 тысяч.

Робомобили от Google

В США беспилотные автомобили уже ездят, в частности, в штате Невада они разрешены еще с 2011 года. Как мы уже писали выше, первый «гугломобиль» начала собирать команда победителей технического состязания DARPA Grand Challenge в 2005 году, под руководством Себастьяна Труна. В 2016 году проект был выделен в отдельную компанию «Waymo».

Автономная система анализирует информацию из Google Street View, данные с радаров, видеокамер и датчиков, установленных на машине и формирует алгоритм движения. В 2016 году компания запатентовала технологию распознавания проблесковых маячков на спецтехнике. В настоящее время в Мичигане строится завод по производству беспилотников от Гугл с уровнем автономности 4.

Uber

Это крупнейший мировой сервис по заказу такси. С 2016 года выпустил на дороги беспилотные тачки с полуавтоматическим управлением. Пока они ездят только в США, рядом всегда присутствует водитель. Он контролирует автономную систему, одновременно тестируя и проверяя ее безопасность. Марка авто — Ford Fusion, всего компания внедрила около 100 таких тачек.

Грузовики и тягачи

Вы только представьте, как было бы удобно отправлять в дальние рейсы автомобили без водителей. Никто не будет уставать, засыпать за рулем, надолго покидать родных и близких.

Мы вас не удивим, но и эта мечта практически стала реальностью! В 2016 году компания Мерседес уже протестировала автономную систему управления груженой техникой. В рейс из Штутгарта в Голландию (600 км) отправили три машины. Все они прибыли вовремя и без каких-либо происшествий в пути. Эксперимент удался, более того, было выявлено, что при таком управлении меньше расходуется топливо.

Российский Камаз, буквально через пару лет, также порадует мир «умным» управлением!

General Motors

Поговорим о достижениях еще одного крупнейшего мирового разработчика беспилотной технологии. Совсем недавно концерн представил миру собственный автономный автомобиль без руля и педалей. Также он запросил у Администрации дорожного движения США разрешение на использование таких авто в сервисе роботакси. Марка машины — Chevrolet Bolt, она оснащена 5 лидарами, 16 видеокамерами, 21 радаром и мощным компьютером. Уже в 2023 году компания планирует выпустить более 2500 подобных тачек. Круто, не так ли?

Стоимость (прогнозы)

Сегодня купить полностью беспилотную машину невозможно, но есть авто с функцией автопилота и отдельные беспилотные системы. Цены на первые робомобили еще недавно достигала 100 тысяч долларов, но сегодня она снизилась до 30-40 тысяч. Эксперты предполагают, когда рынок «насытится» новинкой, стоимость снизится еще на 30%. Однако, имейте ввиду, такие тачки всегда будут в 3-4 раза дороже обычных, требующих ручного управления.

Серийное производство робомобилей, а также их повсеместная активная продажа планируются к 2023-2025 годам.

Если вас интересует, нужны ли права для езды в беспилотнике, мы не дадим точного ответа. В США автоматизированными системам управления Гугл официально присвоен статус водителя. Соответственно, чтобы ездить на таком авто, права иметь не обязательно. Однако, сегодня в мире нет машин с 5 уровнем автономности, которые свободно ездили бы по улицам. Такой транспорт существует, но он до сих пор тестируется и проходит пробацию.

Все остальные уровни требуют присутствия водителя, который, в свою очередь, должен иметь водительские права.

Вопрос безопасности

Ну что же, мы выяснили, сколько сегодня стоит беспилотный автомобиль и как он работает. Давайте поговорим о главном – насколько безопасно ездить в такой тачке?

Сначала выявим плюсы технологии:

1. Снижение человеческих жертв и количества аварий. Мы уже писали, что такое авто не устает, не теряет бдительность, не упускает из виду ни одну деталь. Оно ездит аккуратно и безопасно;
2. Экономия топлива, а также экономическая выгода (не нужно платить зарплату водителям);
3. Оптимизация износа дорожного покрытия (отсутствие агрессивной езды);
4. Возможность передвигаться на авто для людей без водительских прав и несовершеннолетних, что невозможно даже для каршеринга;
5. Экономия времени (во время езды можно работать или спать);
6. Возможность перевозить грузы в опасных локациях (техногенных, в местах военных действий);

Надеемся, мы ответили, зачем нужны беспилотные автомобили. Теперь перейдем к проблемам, которые, практически, всегда связаны с вопросом безопасности:

• Нет четкого понимания того, кто несет ответственность за ущерб в случае аварии;
• Программное обеспечение уязвимо к взлому и слежке;
• Такие машины могут начать применять для совершения террактов;
• Водители (живые люди) разучатся ездить в критических условиях;
• Среди других проблем внедрения беспилотного транспорта – потеря водителями рабочих мест;
• Этический вопрос или «теория вагонетки».

Подробнее рассмотрим последний момент. Представьте себе, что вы едете в беспилотном автомобиле (аналог вагонетки). Впереди сложилась ситуация, при которой неизбежно столкновение – с группой людей или, если машина вывернет руль, с 1 человеком. Какое решение примет компьютер?

А теперь рассмотрите иной сценарий. Либо авто сбивает троих детей на перекрестке, или на полном ходу влетает в стену. Пассажир (вы) может погибнуть. Как должен поступить компьютер? Согласно этическим нормам (и логике), разумнее подвергнуть риску одного, сидящего внутри тачки. Так ответит любой нормальный человек.

Но вот в чем вопрос – сядете ли вы в автомобиль, зная о таком алгоритме, заложенном в его сценариях поведения?

Если вам интересно, когда в России появятся беспилотные автомобили для массового рынка, мы затруднимся с ответом. Несмотря на средства, выделенные из бюджета для поддержки отрасли, у беспилотной технологии слишком много требований, соответствовать которым мы будем ооочень не скоро. Для автономного транспорта требуется инфраструктура, в идеале – выделенные дороги с хорошим покрытием и четкой разметкой. Эксперты прогнозируют, что в будущем мир откажется от авто с водителями, и по улицам будут колесить только робомобили. Для любителей же «старины» будут построены дублирующие трассы, но не везде. Инфраструктура для беспилотного автомобиля невозможна без интеллектуальных транспортных систем. Если таковые появятся, отпадет необходимость в светофорах и дорожных знаках — техника сама будет знать скорость и траекторию движения своих «соседей». Она моментально просчитает движение и исключит вероятность столкновения.

Эра беспилотников наступает, и она неизбежна. Так же когда-то было с мобильными телефонами. Кто-нибудь сегодня может себе представить жизнь без умной трубки?