Автомобили с автопилотом: как это работает
О чем речь? Автомобиль с автопилотом – будущее, о котором все мечтали и которое уже наступило. Хорошая новость еще и в том, что это не пластмассовая кукла таксиста из фильма с Арнольдом Шварценеггером «Вспомнить все». Это невидимая, но очень умная и навороченная система.
Зачем нужны? Автомобили с автопилотом уменьшают количество ДТП, позволяют управлять машиной людям с ограниченными возможностями, освобождают места на парковках. Есть у этой технологии и несомненные минусы.
Вопросы, рассмотренные в материале:
5 причин разработки автомобилей с автопилотом
Зачем компании вкладываются в разработку автономных автомобилей? Тому есть достаточно причин.
a.d-cd.net
1. Снижение аварий и смертности на дорогах
Большинство ДТП происходит из-за человеческих ошибок. Ежегодно тысячи людей погибают в авариях, вызванных неправильными действиями водителей. Внедрение автомобилей с автопилотом в России может радикально изменить эту ситуацию: машины, управляемые компьютерами, минимизируют риск ошибок, связанных с реакцией, усталостью или невнимательностью. Конечно, возникнут новые вопросы — этические и правовые, но снижение смертности станет неоспоримым результатом.
2. Оптимизация пространства для парковок
В крупных городах значительная часть земли занята под парковки, что не всегда рационально. Автономные автомобили позволят решить эту проблему: они будут довозить пассажиров до нужного места, а потом автоматически уезжать на удаленные стоянки, освобождая центральные зоны города для других нужд.
3. Комфорт и экономия времени
Ежедневные поездки на работу или по делам не доставляют удовольствия, особенно в пробках. Автономные машины снимут с людей необходимость сидеть за рулем, позволяя использовать время в дороге с большей пользой — для работы, отдыха или общения.
4. Совместное использование автомобилей (Sharing Economy)
Сегодня большинство автомобилей используются лишь несколько часов в день, а остальное время простаивают. Это нерациональное использование ресурсов, особенно учитывая высокие затраты на покупку и обслуживание машин. Концепция совместного использования решает эту проблему: автомобили с функцией автопилота могут работать почти круглосуточно, выполняя задачи для разных владельцев или клиентов. В результате машина будет эффективно использована, снизив необходимость в большом количестве автомобилей и уменьшая затраты на транспорт.
5. Помощь людям с ограниченными возможностями
Автономные автомобили предоставляют огромные возможности для тех, кто по разным причинам не может самостоятельно водить: инвалидов, пожилых людей, детей и тех, кто просто не любит или боится вождения. Для этих людей беспилотные машины могут стать реальным решением, предоставив свободу передвижения и доступ к транспортным средствам в любое время. Это особенно важно в регионах, где общественный транспорт малоразвит, а такси дорого или недоступно.
Принцип работы автомобилей с автопилотом
Беспилотные автомобили работают благодаря слаженной работе сенсоров и программного обеспечения, которые заменяют человека за рулем. Основная задача сенсоров — это сбор данных о том, что происходит вокруг автомобиля: они «видят» дорогу, другие машины, пешеходов, дорожные знаки и прочие объекты. Эти данные передаются в управляющий блок, который анализирует полученную информацию и принимает решения о том, как лучше двигаться. После этого команда отправляется на системы управления автомобилем, которые контролируют рулевое управление, торможение, ускорение и другие важные функции.
Главными помощниками беспилотника являются три типа сенсоров: камеры, радары и лидары. Камеры дают возможность автомобилю распознавать объекты на дороге, например различать пешеходов, транспортные средства и дорожные знаки. Радары помогают определить скорость движущихся объектов с помощью радиоволн. Лидары, используя лазерные лучи, создают трехмерную карту окружающего пространства, помогая точно определить расстояния до различных объектов и их форму.
Эти три сенсора работают вместе, чтобы дать автомобилю полную картину дорожной ситуации. Благодаря программному обеспечению, которое обрабатывает все эти данные, автомобиль может принимать точные и быстрые решения, позволяющие ему безопасно передвигаться в условиях реального мира, будь то плотный городской трафик или пустынная трасса.
productplacementblog.com
Большинство производителей беспилотных автомобилей придерживается схожей концепции, основываясь на использовании передовых технологий для сбора и анализа данных. Одним из примеров является компания Volkswagen, чьи автономные системы опираются на широкий набор сенсоров, таких как камеры, радары и лидары. Эти устройства работают вместе, чтобы предоставить максимальное количество информации о дорожной обстановке в режиме реального времени.
В дополнение к этому, автомобили Volkswagen подключены к облачному сервису Volkswagen Automotive Cloud, который позволяет обмениваться данными с другими участниками дорожного движения и получать актуальную информацию от дорожных служб и властей.
Интересно, что практически любой современный автомобиль, оснащенный CAN-шиной (Controller Area Network), может быть адаптирован для работы в беспилотном режиме. CAN — это стандарт для сети, объединяющей датчики и системы управления автомобиля. К этой шине подключаются системы, отвечающие за рулевое управление, тормоза и акселерацию, а также сенсоры, которые делают возможным самостоятельное движение машины. Также важным элементом является наличие систем помощи водителю, которые могут взять на себя часть задач, связанных с управлением транспортом, особенно в сложных условиях, например на скользкой дороге.
Процесс управления автомобилем с автопилотом — это выполнение множества задач одновременно, и все происходит в реальном времени. Система должна не только собирать и обрабатывать данные, но и принимать решения с точностью, обеспечивающей безопасное и эффективное передвижение.
- Локализация. Это процесс определения местоположения беспилотного автомобиля с высокой степенью точности, достигаемой за счет интеграции данных от сенсоров и использования детализированных карт. Карты содержат важную информацию о дорожной разметке, светофорах и знаках, что позволяет автомобилю эффективно ориентироваться, даже если некоторые элементы, как разметка, отсутствуют в сложных условиях, например зимой.
- Восприятие. На этом этапе беспилотный автомобиль анализирует окружающую среду, фиксируя и классифицируя объекты. Система распознает автомобили, пешеходов, дорожные знаки и другие элементы, определяя их скорость и направление движения для безопасного взаимодействия с ними.
- Предсказание. Здесь беспилотник пытается предугадать действия других участников дорожного движения. Это один из наиболее сложных этапов, так как поведение водителей и пешеходов может быть непредсказуемым, и алгоритмы должны учитывать различные сценарии для обеспечения безопасности.
- Планирование. На основании информации, полученной на предыдущих этапах, алгоритмы беспилотного автомобиля разрабатывают стратегию поведения. Они принимают решения о том, как двигаться, когда обгонять или замедляться, и передают команды системам управления, обеспечивая быструю и точную реакцию в реальном времени.
fanpop.com
Некоторые компании, разрабатывающие автомобили с автопилотом, внедряют уникальные особенности. Например, Waymo использует микрофоны вместе с обычными сенсорами, чтобы распознавать сирены полиции и экстренных служб. Хотя это повышает безопасность, микрофоны не так популярны среди других производителей.
Дополнительные сенсоры предоставляют ценную информацию, но их использование увеличивает стоимость автомобиля. Поэтому компаниям важно оценивать, насколько оправданны затраты на улучшение качества системы.
Преимущества и недостатки автомобилей с автопилотом
Рассмотрим основные плюсы и минусы автомобилей с автопилотом.
Преимущества:
- Беспилотные автомобили могут использоваться для перевозки грузов в опасных зонах, таких как регионы, пострадавшие от стихийных бедствий.
- Автоматизация процесса перевозки снижает затраты, связанные с оплатой труда водителей.
- Водители могут использовать время в дороге для отдыха или выполнения других задач.
- Современные технологии позволяют оптимизировать расход топлива, что снижает общие затраты на поездки.
- Автомобили могут передвигаться независимо, что открывает возможности для людей с нарушениями зрения.
- Использование высокотехнологичных систем управления может существенно уменьшить количество дорожных аварий.
- Беспилотники способны более эффективно управлять движением, что помогает сократить пробки.
- Подобные автомобили могут перевозить несовершеннолетних, которые не имеют водительского удостоверения.
- Беспилотные автомобили способствуют росту каршеринга, уменьшая необходимость в личных транспортных средствах.
- Автоматизированные системы могут лучше управлять дорожным движением, повышая общую эффективность.
Недостатки:
- Пользователи лишаются возможности самостоятельно управлять автомобилем.
- Вопросы о том, кто несет ответственность в случае аварии, остаются открытыми.
- Автомобили не имеют человеческого опыта для реагирования в непредвиденных ситуациях.
- Программное обеспечение может давать сбои, что представляет собой риск для безопасности.
- Автоматизация может привести к сокращению числа рабочих мест для водителей.
- Сбор данных способен угрожать личной приватности пользователей.
- В ситуациях, когда происходит неизбежное столкновение, возникают моральные вопросы о том, как поступить.
Автомобили с лучшим автопилотом
Недавнее исследование, проведенное Consumer Reports, представило новый рейтинг систем помощи водителю, в который вошли 12 автопилотов от разных производителей. Удивительно, но автопилот Tesla не попал даже в первую пятерку.
Тесты охватывали автомобили, использующие одновременно адаптивный круиз-контроль и системы ассистирования при смене полосы. В результате в рейтинг не вошли модели от таких брендов, как Mazda, Jaguar Land Rover и Porsche. Эксперты провели около 40 тестов на специализированном полигоне в Коннектикуте и на обычных дорогах с сентября по декабрь 2022 года, обращая внимание на управление, скорость, безопасность пассажиров и уровень вовлеченности водителя.
live.staticflickr.com
Наивысшую оценку — 84 балла — получил автопилот Ford BlueCruise, который выделился хорошей функциональностью и надежным контролем состояния водителя. Однако у него есть недостатки, такие как сложность взаимодействия и отсутствие полноценного аварийного торможения. На втором и третьем местах оказались системы Super Cruise от General Motors и Driver Assistance от Mercedes-Benz.
Автопилот Tesla занял седьмое место с 61 баллом, уступив Volkswagen Travel Assist. Наименее эффективными оказались системы от Honda/Acura, Volvo/Polestar и Hyundai, получившие 58, 53 и 47 баллов соответственно.
Специалисты пришли к выводу, что ни одна из протестированных технологий не способна полностью заменить водителя. Кроме того, выяснилось, что в 2016 году Tesla предоставила поддельное видео с демонстрацией своего автопилота, и текущие тесты показали, что автомобили компании не распознают детей и коляски как препятствия.
Часто задаваемые вопросы об автомобиле с автопилотом
Как классифицируются автомобили с автопилотом по уровням автономности?
Автомобили с автопилотом делятся на несколько уровней автономности:
- 0 — отсутствие автономности, водитель полностью контролирует управление;
- 1 — система помощи в торможении и ускорении;
- 2 — автомобиль может автоматически тормозить и запускаться;
- 3 — авто способно передвигаться автономно, но требует вмешательства водителя в определенных ситуациях;
- 4 — автомобиль самостоятельно принимает решения в сложных дорожных условиях, однако управление все еще может быть передано водителю;
- 5 — полная автоматизация, когда водитель не нужен (в настоящее время не реализовано на практике).
Какие этические вопросы возникают при разработке беспилотных автомобилей?
При разработке первого автомобиля с автопилотом компании столкнулись с серьезной моральной дилеммой, которую так и не могут решить: как алгоритмы должны действовать в ситуациях, угрожающих жизни пассажиров или пешеходов? Например, если беспилотный автомобиль должен выбрать между столкновением с детьми и ударом в столб, как ему следует поступить? Эта задача не имеет однозначного решения, так как еще не выработаны этические нормы, позволяющие программировать такие решения.
Какой автомобиль с автопилотом можно считать самым доступным в 2024 году?
Самым доступным на данный момент считается китайский автомобиль с автопилотом RT6 от компании Baidu — роботакси шестого поколения, которое скоро появится на улицах Уханя. К концу 2024 года планируется увеличить парк таких такси до 1000 автомобилей. Его цена удивила многих, оказавшись в 1,5 раза ниже, чем у предыдущей модели.
Несмотря на активное развитие технологий, полная реализация потенциала автопилотов еще впереди, и постепенно более сложные системы будут внедряться и тестироваться в массовом производстве.