Що таке безпілотний автомобіль і як він працює?

Що таке безпілотний автомобіль і як він працює?

Дізнайтеся що таке безпілотний автомобіль (іноді його називають автономний автомобіль, автомобіль без водія, самокерований автомобіль), а також якими є його особливості, види та історію виникнення.

Безпілотний автомобіль – це транспортний засіб, який використовує поєднання датчиків, камер, радарів та штучного інтелекту (ШІ) для подорожі між пунктами призначення без оператора людини. Щоб кваліфікуватись як повністю автономний, транспортний засіб повинен бути здатним без втручання людини проїхати на заздалегідь визначене місце призначення по дорогам, які не були пристосовані для його використання.   

Що таке безпілотний автомобіль і як він працює?

Безпілотні автомобілі вже запускаються в громадському транспорті й є однією з характерних рис транспорту майбутнього. До компаніїй, що розробляють та/або випробовують автономні автомобілі, входять насьогодні Audi, BMW, Ford, Google, General Motors, Tesla, Volkswagen та Volvo.

Як працює безпілотний автомобіль на прикладі системи Google Waymo

Наприклад, проект безпілотного руху Google, який називається система Waymo, використовує поєднання датчиків, Lidar (виявлення світла та дальність руху – технологія, схожа на радари) та камери та поєднує всі дані, які ці системи генерують для ідентифікації всього, що знаходиться навколо автомобіля і передбачення, що ці об’єкти можуть робити далі. Це відбувається за долі секунди. Зрілість важлива для цих систем. Чим більше система працює, тим більше даних вона може включати в свої алгоритми глибокого навчання (машинного навчання), що дозволяє їй робити більш специфічний вибір при водінні.    

Нижче описано, як працюють транспортні засоби Google Waymo:

  • Водій (або пасажир) встановлює місце призначення. Програмне забезпечення автомобіля розраховує маршрут.
  • Обертовий на даху датчик Lidar відстежує 60-метровий діапазон навколо автомобіля і створює динамічну тривимірну (3D) карту поточного середовища довкола автомобіля. 
  • Датчик на лівому задньому колесі відстежує рух збоку, щоб виявити положення автомобіля відносно 3D-карти.
  • Радіолокаційні системи на передньому та задньому бамперах обчислюють відстань до перешкод.
  • Програмне забезпечення штучного інтелекту (ШІ) в автомобілі підключено до всіх датчиків і збирає дані з Google Street View та відеокамер всередині автомобіля.  
  • Штучний інтелект моделює процеси сприйняття людини та прийняття рішень, використовуючи глибоке навчання та керуючи діями в системах управління, таких як рульове управління та гальмо.
  • Програмне забезпечення автомобіля звертається до Карт Google для інформації про такі речі, як орієнтири, дорожні знаки та світофори.  
  • Доступна функція перемикання, яка дозволяє людині взяти під контроль транспортний засіб.

Автомобілі з особливостями самостійного водіння

Проект Waymo від Google – це приклад самокерованого автомобіля, який майже повністю автономний. Він все ще вимагає присутності водія-людини, але лише для того, щоб перехоплювати управління, коли це необхідно. Він має високий рівень самостійності. Багато автомобілів, доступних сьогодні споживачам, мають нижчий рівень автономності, але все ж мають деякі функції самостійного водіння. Функції самостійного водіння, які доступні у багатьох автомобілях виробництва станом на 2019 рік, включають наступне:

  • Hands-free рульова система вирівнює автомобіль без рук водія на рулі. Водієві все ж потрібно тримати все під контролем. 
  • Адаптивний круїз-контроль (АСС) автоматично підтримує вибір відстані між машиною водія та автомобілем попереду. 
  • Рульове управління по центру смуги руху втручається, коли водій перетинає позначки смуги руху шляхом автоматичного переміщення транспортного засобу у напрямку протилежних розміток смуги руху. 

 

Рівні автономності в безпілотних автомобілях

безпілотний автомобіль

АВТОМОБІЛЬ МАЙБУТНЬОГО. ЯКИМИ БУДУТЬ ВАШІ МАШИНИ ЧЕРЕЗ 25 РОКІВ?

Національна адміністрація безпеки дорожнього руху США (NHTSA) встановлює шість рівнів автоматизації, починаючи з рівня 0, де люди займаються водінням, до повністю автономних автомобілів. Ось п’ять рівнів, які слідують за автоматизацією рівня 0:  

  • Рівень 1: вдосконалена система допомоги водієві (ADAS) допомагає водію-людині керувати, гальмувати або прискорюватися. ADAS включає в себе камери заднього огляду та такі функції, як вібраційне попередження, щоб попереджати водіїв, коли вони виїжджають з проїзної смуги. 
  • Рівень 2: ADAS, який може керувати і гальмувати, або прискорюватися одночасно, в той час як водій залишається за кермом і продовжує діяти як водій. 
  • Рівень 3: Автоматизована система водіння (ADS) може виконувати всі завдання з водіння за певних обставин, наприклад паркування автомобіля. У цих обставинах водій-людина повинен бути готовий взяти на себе контроль і бути головним водієм транспортного засобу. 
  • Рівень 4: ADS може виконувати всі водійські завдання та контролювати стан водіння за певних обставин. В цих умовах ADS є достатньо надійним, що водію не потрібно звертати уваги на дорогу. 
  • Рівень 5: ADS транспортного засобу виконує функцію віртуального шофера і виконує всі процеси керування автомобілем за будь-яких обставин. Люди, які перебувають у автомобілі, є пасажирами, і не очікується, що вони будуть керувати транспортним засобом. 

Застосування на практиці насьогодні

Станом на 2019 рік, виробники автомобілів досягли рівня 4. Виробники повинні чітко визначити різні технологічні етапи, і вирішити декілька важливих питань, перш ніж цілком автономні транспортні засоби можуть бути придбані та використані на дорогах загального користування. Незважаючи на те, що автомобілі з автономністю рівня 4 недоступні для громадського споживання, вони використовуються іншими способами.

Наприклад, компанія Waymo Google співпрацювала з Lyft, щоб запропонувати повністю автономну комерційну послугу спільного проїзду під назвою Waymo One. Пасажири можуть замовити машину, що їде самостійно, щоб доставити їх до місця призначення та надати відгуки Waymo. Автомобілі все ще мають водія у випадку, якщо ADS потребує заміни. Послуга доступна лише в районі метро Phoenix станом на кінець 2019 року, але вона буде поширбватися в майбутньому на міста у штатах Флориді та Каліфорнії.

безпілотні автомобілі

Автономні машини, які підмітають вулиці також виробляються в китайській провінції Хунань, що відповідає вимогам рівня 4 для самостійного навігації у звичному середовищі з обмеженими новими ситуаціями.

АЛЬТЕРНАТІВНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ: ЦІКАВІ ФАКТИ

Килі ж автомобілі рівня 4 та 5 будуть широко доступні? Ford і Volvo проектують на 2021 рік випуск автомобіля рівня 4 для громадського споживання. Генеральний директор Tesla Елон Маск, будучи першопрохідцем безпілотних автомобілів, так і електромобілів, заявив, що його компанія буде готова до транспортних засобів рівня 5 вже в 2020 році.

Плюси і мінуси безпілотних автомобілів

Основна перевага, яку рекламують прихильники автономних транспортних засобів – це безпека. Американський Департамент транспорту (DOT) і NHTSA надали статистику транспортних пригод в США на 2017 р. – 37,150 людей загинули. NHTSA підрахував, що 94% серйозних аварій пов’язані з помилками людини або людським фактором, наприклад, керуванням у нетверезому стані або відволіканням. Безпілотні машини знімають ці фактори ризику – хоча самокеровані автомобілі, все ще вразливі до інших факторів, таких як механічні проблеми, які спричиняють аварії.  

Якщо безпілотні автомобілі можуть значно зменшити кількість аварій, економічна вигода може бути величезною. Травми впливають на економічну активність, включаючи втрату продуктивності на робочому місці. Збитки в 57,6 мільярда доларів і 594 мільярди доларів економіка несе через втрату людей та зниження продуктивності внаслідок травм, повідомляє NHTSA.

Теоретично, якщо дороги були б переважно заповнені автономними автомобілями, рух протікав би плавно, і було б менше заторів. У повністю автоматизованих автомобілях пасажири могли б займатися продуктивною діяльністю під час поїздок на роботу. Люди, які не здатні керувати автомобілем через фізичні обмеження, могли б отримати нову незалежність за допомогою безпілотних транспортних засобів.

Безпека та безпілотні автомобілі

Автономні вантажівки пройшли випробування в США та Європі, щоб водії могли використовувати автопілот на великі відстані, надаючи йому можоивість відпочити та покращивши безпеку водіння та економію палива. Ця ініціатива працює за допомогою АСС, систем запобігання зіткненням та комунікації автономної системи автомобіля з транспортним засобом.   

Недоліками технології самостійного водіння можуть бути те, що їзда в транспортному засобі без водія за кермом може бути нервовою – принаймні спочатку. Але, коли можливості безпілотних автомобілів стануть звичними, люди-водії можуть спокійно покладатися на технологію автопілоту і залишати свою безпеку в руках штучного інтелекту.

В одному прикладі з березня 2018 року, Тесла Модель X позашляховик (SUV) був на автопілоті, коли він врізався в розподільник на шосе. Руки водія не були на рулі, незважаючи на візуальні попередження та звукове попередження про те, щоб покласти руки назад на кермо, повідомляє компанія. Ще одна аварія сталася, коли ШІ Tesla сприйняв відблиски на вантажівці за небо.  

Безпека та безпілотні автомобілі

Безпілотні машини повинні навчитися визначати незліченну кількість предметів на шляху руху транспортного засобу, починаючи від гілок і каменів до тварин і людей. Інші проблеми на дорозі – це тунелі, які заважають Глобальній системі позиціонування (GPS), будівельні роботи, що спричиняють зміни смуги руху або складні рішення, як, наприклад, де зупинитися, щоб дозволити проїжджати аварійним транспортним засобам.

Системам необхідно прийняти миттєві рішення про те, коли нормально притормозити, повернути або продовжити прискорення. Це тривалий виклик для розробників, і є повідомлення про те, що автомобілі з самостійним керуванням вагаються і зависають без причин, коли об’єкти виявляються на шляху або поблизу проїжджої частини.

Ця проблема виявилася у смертельному ДТП у березні 2018 року, в якому брав участь автономний автомобіль, яким керував Uber. Компанія повідомила, що програмне забезпечення транспортного засобу ідентифікувало пішохода, але вважало це помилкою і не обїхало, щоб уникнути її удару. Ця аварія призвела до того, що Toyota тимчасово припинила випробування безпілотніх автомобілів, на дорогах загального користування, проте її випробування продовжуватимуться в іншому місці. Науково-дослідний інститут Toyota будує випробувальний комплекс на майданчику в 60 гектарів штату Мічиган для подальшого розвитку автоматизованих технологій транспортних засобів.

З аваріями також виникає питання відповідальності, і законодавцям ще належить визначити, хто несе відповідальність, коли самокерований автомобіль потрапив у ДТП. Також є серйозні занепокоєння, що програмне забезпечення, яке використовується для управління автономними автомобілями, може бути зламане, і автомобільні компанії працюють над вирішенням ризиків кібербезпеки.  

У Китаї виробники автомобілів та регулятори приймають стратегію, щоб задовольнити стандарти та зробити безпілотне керування автомобілями реальністю. Уряд Китаю починає переробляти міські ландшафти, законодавство та інфраструктуру, щоб зробити навколишнє середовище більш сприятливим для автомобілів. Сюди входить написання правил про те, як люди пересуваються та набір операторів мобільної мережі, щоб взяти на себе частину обробки інформації, необхідної для надання транспортним засобам для навігації. “Національні тестові дороги” будуть запроваджені. Автократичний характер китайського уряду робить дане запровадження швидким та можливим і оминає затримки, через які проходять тести в Америці.

Історія безпілотних автомобілів

Шлях до самокерованих автомобілів розпочався з додаткових функцій автоматизації для безпеки та зручності ще до 2000 року. а також з круїз-контролем. Після рубежу тисячоліття в транспортних засобах стали доступні вдосконалені функції безпеки, включаючи електронний контроль руху, виявлення сліпої плями та попередження про зіткнення та зміну смуги руху. У період з 2010 по 2016 рік з’явилися передові можливості допомоги водієві, такі як відеокамери заднього огляду, автоматичні аварійні гальма та допомога по дотриманню смуги руху.

З 2016 року автомобілі з самостійним керуванням рухалися до часткової автономії, з функціями, які допомагають водіям залишатися на своїй смузі, поряд із технологією ACC та можливістю самостійного паркування.

Водночас повністю автоматизовані транспортні засоби ще не є загальнодоступними та можуть не зявитися ще довгі роки. 

Безпілотні автомобілі поки що не є законними на більшості доріг. У червні 2011 року Невада стала першою місцевою владою у світі, яка дозволила проходити випробування аавтономних автомобілів на дорогах загального користування; Каліфорнія, Флорида, Огайо та Вашингтон, округ Колумбія, наслідували ці кроки.

Історія безпілотних автомобілів сягає набагато далі, ніж це. Перший прототип Леонардо да Вінчі сконструював близько 1478 року. Автомобіль Да Вінчі був розроблений як самохідний робот, що працює на пружинах, з програмованим рульовим управлінням та можливістю керувати заданим курсом руху.    

Джерело: searchenterpriseai.techtarget.com

Подібні новини