Соколянский В.В., кандидат медицинских наук, доцент Горлова М.М., соискатель Давыдова А.А., соискатель Иванова А.М., соискатель (Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана)
РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ В ГОРОДСКУЮ ИНФРАСТРУКТУРУ
В статье рассматриваются то, как можно применять новые методы, средства в области интеллектуального управления транспортными потоками для обеспечения максимально безопасного дорожного движения, координации движения, аварийного оповещения. Представлены особенности внедрения на рынок беспилотных автомобилей.
Ключевые слова: беспилотные автомобили, интеллектуальная транспортная система, круиз-контроль
DEVELOPMENT AND DEPLOYMENT OF PILOTLESS CARS IN CITY INFRASTRUCTURE
In this article is discussed how you can use new methode and tools in the field of intelligent traffic management to maximize road safety, coordination of movement, alarm . Special aspects of implementation are introduced on the market of unmanned vehicles.
Key words: pilotless cars, cruise-control, intelligent transport system
Искусственные интеллектуальные системы постепенно насыщают всю повседневность. Подобная тенденция также свойственна транспорту. У каждого самолета есть функции автоматического предотвращения столкновений, системы помощи при посадке/взлете, «автопилота». Проводникам тоже стало легче управлять судами. Корабли, оснащенные навигацией, позволили заменить лоцмана, проводить суда «вслепую».
В Российской Федерации необходимо создать единую систему координации транспортных средств, что и было сделано. Ее назвали «Uni-G», на что ссылаются [1]. Подобная система является совокупностью различных устройств, которые установлены на автомобиле. Их предназначение заключается в том, чтобы обеспечить безопасность водителя на дороге, провести мониторинг дорожного трафика, помочь в навигации, контролировать соблюдение правил дорожного движения (рис.1).
Рис.1. Интеллектуальная транспортная система как аналог «Uni-G»[1].
Описываемая выше система позволяет решать следующие задачи[1]:
1. Контроль за соблюдением правил дорожного движения. При передвижении автомобильного средства система производит анализ действий, который совершает водитель и выявляет то, не будет ли это являться правонарушением. Информация о скорости движения, расположенных впереди знаках, светофорах и прочих ограничениях выводится на дисплей. Если водитель захочет совершить правонарушение,то система незамедлительно выдаст оповещение о том, что этот маневр не допустим. Вместе с этим будет написан пункт правил, который был нарушен и возможный штраф. Для начинающих водителей все это окажет существенную помощь.
2.Черный ящик и аварийный маячок. Во время аварии информация передается от датчиков столкновения в блок управления. Таким образом устанавливается факт ДТП, и система переходит в аварийный режим. Аварийный режим характеризуется отправкой по заранее установленным каналам сигнала SOS с точным указанием координат произошедшего ДТП. Сигнал SOS поступает в единый центр управления с автоматической переадресацией ДПС, скорой помощи, спасателям, пожарным и пр.
3.Координация движения. Зачастую, передвижению автомобиля мешают метеорологические условия. Это увеличивает вероятность транспортных происшествий. Однако из этого положения тоже нашли выход. С помощью навигационных модулей, специальных датчиков, видеокамер, а также устройств обмена информацией между автомобилями^1Мах) система приходит на помощь водителю.
Подобная система в состоянии выполнять разные задачи: начиная от контролирования скорости движения до управления движением транспортных потоков в сложной ситуации, связанной с крупной аварией на шоссе.
В последнее десятилетие процесс создания автомобилей с автоматическим управлением стал возможным в связи с развитием технологий компьютерного зрения, совершенствования различного рода сенсоров: радаров, лидаров (устройств для получения информации об удаленных объектах с помощью оптических систем), датчиков положения и ускорения, повышение вычислительной мощности мобильных компьютеров, обрабатывающих огромный поток информации[2-4].
Интеллектуальные системы, имеющиеся в настоящее время на массовом рынке, не позволяют полностью заменить водителя, но автоматизирует отдельные действия. Например, адаптивный круиз-контроль изменяет скорость транспортного средства для сохранения безопасной дистанции в потоке [2-4].
Следует отметить, что в 2014 году Министерство промышленности и торговли Российской Федерации предложило начать производство новых серийных автомобилей с автономным управлением класса B. Для больших результатов был объявлен конкурс. Такие автомобили должны обладать системами распознавания объектов движения и инфраструктуры, возможностью двигаться самостоятельно по заданному маршруту. Целью - появление серийного беспилотника класса B к 2016 году. Однако, ни одна автомобильная компания не захотела вкладывать деньги в этот проект.
В это же время крупнейший российский автопроизводитель АвтоВАЗ объявляет об оснащении системой круиз-контроль автомобилей Lada Granta. При этом, система адаптивного круиз-контроля являются опцией, которой еще только предстоит выход на российский рынок. Объемы производства в Тольятти, превышающие 500 тысяч машин в год, открывают широкие перспективы в области разработки и внедрения подобных решений [2-4].
Также крупные производители, как BMW, Mercedes-Benz, General Motors, Nissan, а также компания Google представляют на рынок модифицированные версии серийных моделей, автоматически управляемых в определенных условиях (обычно при движении на автомагистрали). Такие автомобили могут самостоятельно перестраиваться между рядами, выполнять
обгон на скорости 100 км/ч и экстренное торможение. Для сбора информации о местоположении окружающих предметов и скорости их передвижения используются различные датчики: стереоскопические камеры, радары, лазерные сканеры, инфракрасные камеры и ультразвуковые датчики. Комплексные вычислительные методы позволяют выбирать оптимальную траекторию движения[4].
Разработка автомобиля, способного передвигаться без участия человека, ведется в лаборатории перспективных технологий Google X. В проекте участвуют модифицированные серийные модели Toyota Prius и Lexus RX480h. Кроме того, в мае 2014 года компания представила новый прототип двухместного автомобиля собственной разработки, у которого за ненадобностью отсутствуют педали, руль и другие системы управления[2].
Следует сказать, что первые тестовые испытания «гуглкаров» начались в 2010 году. Тогда беспилотные системы управления освоили езду по шоссе: движение по одной полосе, торможение и ускорение для того, чтобы избежать столкновения, а также перестроение между рядами. Автомобиль, движущийся со скоростью 100 км/ч, своевременно распознает следующие рядом или появляющиеся транспортные средства и реагирует на изменения соответствующим образом. Следующим этапом развития технологии стало движение по городским улицам в обычном потоке автомобилей, при котором необходимо учитывать сотни объектов на небольшой площади, движущихся по определенным правилам. Системы управление «гуглкара» обладают возможностью учитывать при движении указания разных дорожных знаков, поведения пешеходов, перемещение автомобилей и даже велосипедистов, выполняющих маневры[2].
Заслуживает интереса и то, что установленное на «гуглкаре» оборудование для навигации включает расположенный на крыше автомобиля лазерный светодальномер, четыре радара на переднем и заднем бамперах, камеру высокого разрешения на лобовом стекле и ещё одну внутри салона, а также датчик GPS. Центральной частью этой системы является 64-лучевой лазерный дальномер компании «Велодайн», который делает 1,5 млн замеров в секунду, что позволяет построить трехмерную модель окружающего пространства с точностью до 2 см. Установленные устройства собирают порядка 1 Гб данных каждую секунду. Созданная с помощью сенсоров объемная карта сравнивается с имеющейся в базе высокоточной съемкой этой же местности, в результате специальное программное обеспечение ведет автомобиль, избегая препятствий и соблюдая правила дорожного движения, на что ссылаются [2].
В 2012 году компания Volvo, предложившая системы автоматического торможения, утроила пробег: 3-и автомобиля, самостоятельно двигаясь в колонне за грузовиком, поддерживали дистанцию.
Renault, ^^ап, Богё, Toуota, Vоlkswagen, БМШ, Mercеdes-Benz, СаёШас, Tеsla тестируют свои автопилоты, которые способны самостоятельно тормозить, разгоняться, парковаться и объезжать любые препятствия.
Модели с подобными возможностями далеки от коммерческого использования.
По мнению ряда авторов, существует ряд причин, мешающих полноценной замене человека при управлении автомобилем, среди которых:
• Технологические (сенсоры и вычислительные системы, которые используют в прототипах, слишшм дорoги для мaссового рын^: стоимость лидaра, установленного на крыше Goоgle-мoбиля (модифицированная вeрсия Lеxus RX450h) и позволяющего создавать 3Б-образ окружающего пространства с точностью до двух сантиметров, составляет около 70 тыс. долларов).
• Законодательные (использование на дорогах беспилотных автомобилей потребует изменения положений основных международных договоров - Венской и Женевской конвенций о дорожном движении, согласно которым водитель должен полностью контролировать автомобиль во время движения. Использо-
вать беспилотные транспортные средства на сегодняшний день разрешено только в 4-х американских штатах, а также в Германии , в Нидерландах и Испании.)
На сегодняшний день, во многих странах беспилотники не имеют права передвигаться по дорогам общего пользования. Только во время присутствия водителя и в рамках тестирования движения, легализовали в Калифорнии. С января 2015 года в Великобритании собираются разрешить ездить по обычным дорогам на автономных машинах. Для этого нужно будет внести изменения ПДД и нанести новую дорожную разметку. Что же касается технологических решений, то необходимо отметить, что для полноценного функционирования сх
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.