Разметка для робота. Когда беспилотные авто смогут ездить по региональным дорогам
В конце 2019 года команда петербургского научно-производственного объединения "Старлайн" показала лучший результат в технологическом конкурсе Up Great "Зимний город". Его участники создают беспилотные автомобили для движения в условиях городской среды. В испытаниях соревновались 11 команд со всей России. Для транспорта создавались препятствия в виде пробок, сложных погодных условий, нечеткой дорожной разметки, низкой видимости дорожных знаков, наледи, а также движения пешеходов. В багажнике беспилотника "Старлайн" — два дополнительных гелиевых аккумулятора, четыре вычислительные машины. Одна отвечает за обеспечение безопасности во время движения автомобиля и оценивает работоспособность всех систем. Два компьютера обрабатывают информацию, поступающую с лидаров (формируют двумерную или трехмерную картину окружающего пространства) и камер (фиксируют обстановку вокруг автомобиля), планируют маршрут следования. Четвертый компьютер выполняет функцию черного ящика, как в самолете. — На корпусе автомобиля установлен высокоточный GNSS-приемник для передачи информации о расположении автомобиля, пять лидаров, четыре радара, а также шесть камер, — рассказывает инженер-разработчик проекта Андрей Алексеев. Осенью 2018 года беспилотный автомобиль "Старлайн" совершил экспериментальную поездку из Санкт-Петербурга в Казань. — В пути система вела себя стабильно и надежно, успешно справляясь с плохим качеством разметки, временным ее отсутствием или наличием полосы движения только с одной стороны, — говорит руководитель проекта "Беспилотный автомобиль "Старлайн" Борис Иванов. В ходе теста специалисты использовали режим удержания машины в полосе. С помощью системы технического зрения автомобиль распознает дорожную обстановку, определяет полосу движения, система управления рассчитывает маршрут и направляет автомобиль по нему. Сенсорами в этом режиме служат видеокамеры и радары. Массовый выезд беспилотных автомобилей на дороги общего пользования России возможен в ближайшие пять лет, считает Иванов. — Технология уже показала стабильную работу в условиях низкой транспортной загрузки, — говорит он. — Дальнейшее ее совершенствование требуется для обеспечения беспрепятственного движения в таких загруженных городах, как, например, Москва или Санкт-Петербург. Тестировать самоуправляемый автомобиль компании в Петербурге будут на центральных дорогах с высокой загрузкой, таких как Невский и Литейный проспекты, на Западном скоростном диаметре и Кольцевой автомобильной дороге. Дороги могут "поумнеть" Как будет вести себя беспилотник, если на некоторых участках трассы отсутствует дорожная разметка, знаки или освещение? Решить эту проблему может цифровая модель дороги, считают инженеры. Карты могут содержать постоянно обновляемые данные о расположении дорожных знаков, разметки, закрытых участков, где ведутся дорожные работы, а набор высокочувствительных датчиков в автомобиле позволит ему ориентироваться даже при слабом освещении. При выходе самоуправляемых машин в массовую эксплуатацию часть их функций можно перенести в инфраструктуру. Это позволит снизить себестоимость автомобиля и сделать его более надежным. Например, современные беспилотники распознают светофоры при помощи встроенных камер. — Однако большинство светофоров подключено к Центрам организации дорожного движения (ЦОДД). В будущем беспилотник сможет подсоединиться к этой системе для выявления не только текущего состояния светофоров в режиме реального времени, но и всей схемы организации дорожного движения с тактами регулирования светофоров по маршруту следования, — говорит директор по развитию технологических конкурсов UpGreat РВК Юрий Молодых. Беспилотный транспорт способен работать в городских условиях и без специализированной инфраструктуры, говорит Борис Иванов. — Это то, на что мы нацеливаемся при разработке беспилотной системы. Развитие интеллектуальной инфраструктуры станет необходимостью, когда беспилотников на дорогах общего пользования станет много. На загородных и региональных дорогах, не оснащенных "умной" системой, беспилотному автомобилю достаточно собственных камер с разной оптикой, нескольких радаров и как минимум одного лидара с обзором съемки 360 градусов. Но езда по бездорожью требует более высокой скорости работы датчиков, чем во время движения по асфальтовой дороге, увеличивается дистанция считываемого участка. Также усложняется процесс локализации транспортного средства в пространстве, когда системе сложно выделить характерные для городской среды детали окружающего пространства для ориентирования по ним. — Мы пока не проводили крупные тесты на извилистых грунтовых дорогах, — говорит Иванов. — На прямых участках с небольшими изгибами у нашего автомобиля проблем не возникает. Вся разница между асфальтом и грунтовой дорогой заключается в степени сцепления колес с поверхностью. Поэтому алгоритмы управления учитывают данные о проскальзывании колес и смещениях кузова. Есть одна трудность — грязь, которая может запачкать датчики. Еще нужно подумать о том, как беспилотник будет общаться с обычными водителями. — На испытаниях Up Great "Зимний город" мы обратили внимание еще на одну важную особенность во взаимодействии водителей на дороге. Существует потребность в неформальном общении между ними при помощи, например, фар или клаксона, а также зрительного контакта. Водители часто используют зрительный контакт, когда взмахом руки или кивком головы сообщают о намерениях друг другу, — рассказывает Иванов. Для этого компания прорабатывает технологию световой индикации намерений беспилотника, когда он, к примеру, хочет пропустить водителя на повороте. Ямы, щебенка, местами асфальт Во Владимирской области на дороги общего пользования в этом году должна выехать самоходная "Газель", которую собирают в Ковровской государственной технологической академии им. В.А. Дегтярева. Над беспилотником здесь работают с 2010 года. Сейчас ученые переносят оборудование на платформу "Газели Next", которую академия получила от компании "ГАЗ" в 2018 году одновременно с госзаданием Минобрнауки РФ на разработку систем управления беспилотного транспортного средства. — Поскольку мы находимся в Коврове, опытную эксплуатацию мы планируем начать с загородных дорог, наименее активных с точки зрения наличия транспорта, — рассказывает начальник научно-информационного отдела академии Андрей Карпенков. — Не проселочные дороги, но дороги между деревнями в Ковровском районе. Покрытие там в основном — щебенка, ямы встречаются, местами асфальт. После того как мы убедимся, что наше беспилотное транспортное средство ведет себя адекватно в этих условиях, мы планируем осуществлять опытную эксплуатацию на ряде улиц нашего города. Маршрут уже определен, он будет городской с выездом на загородные участки. На нем сможем отработать нерегулируемые пешеходные переходы, светофоры, другие транспортные средства, однополосное и двухполосное движение. В городе скорость транспорта не будет превышать 50 км/ч, на трассе "Газель" не разгонится быстрее 80 км/ч. Состояние региональных дорог у разработчиков не вызывает особых опасений. По словам Андрея Карпенкова, главное условие для движения беспилотника — наличие высокоточной карты, на которую наносятся данные о разметке, ограничениях, а в дальнейшем — о неровностях дорог и необходимости сбросить скорость. Пока "Газель" не умеет объезжать ямы, и в этом плане безопасность ее движения зависит от прочности подвески. Благодаря использованию высокоточных карт ковровская "Газель" не боится темноты. Но на случай встречи с пешеходом и с учетом тормозного пути в ночное время скорость движения будет снижена. Для распознавания преград на машине будут установлены радары, обеспечивающие видимость до 200 м, а также дублирующее их оборудование. Ковровские ученые тоже озабочены тем, как беспилотники на дорогах будут взаимодействовать с другими водителями. — Желательно, чтобы такой транспорт имел заметную идентификацию того, что это беспилотный транспорт. Когда мы ездили по территории "Сколково" в июле 2019 года, не все водители обращали внимание, что на нашей "Газели" висит значок с буквой "а", и вели себя так же естественно. Хотя нам было очень страшно, мы переживали, находясь за рулем [о том, понимают ли остальные участники движения, что беспилотник едет самостоятельно]. На звуковые сигналы наше беспилотное транспортное средство пока не реагирует, — говорит специалист. Анна Устинова, Шант Даниелян
