Беспилотный транспорт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский политехнический университет»

Курсовая работа

Тема «Беспилотный транспорт»

Подготовил: Исупов Алексей Михайлович

Проверил: Каримова Ирина Юрьевна

Москва 2020

Введение

Автомобильная индустрия претерпевает существенную трансформацию: крупнейшие производители машин совместно с ИТ и телеком разработчиками идут к созданию транспортных средств с возможностью полностью автономного вождения. Тренд уже очевиден - в будущем беспилотный транспорт станет массовым явлением, но на пути к эпохе полностью автономных автомобилей еще предстоит решить массу задач.

Прежде чем рассуждать о прикладных технических, этических и законодательных проблемах, необходимо чётко сформулировать, что именно мы подразумеваем под беспилотным автомобилем.

Беспилотный автомобиль -- транспортное средство, оборудованное системой автоматического управления, которое может передвигаться без участия человека. Автопилот -- устройство или программно-аппаратный комплекс, ведущий транспортное средство по определённой, заданной ему траектории. Наиболее часто автопилоты применяются для управления летательными аппаратами (в связи с тем, что полёт чаще всего происходит в пространстве, не содержащем большого количества препятствий), а также для управления транспортными средствами, движущимися по рельсовым путям. Современный автопилот позволяет автоматизировать все этапы полёта или движения и другого транспортного средства. При этом, самому современному автопилоту самолёта доверяется только следование по заданному маршруту, в достаточно свободной воздушной среде, в то время как самые сложные манёвры, взлёт и посадка, всегда выполняются под контролем человека. При этом беспилотный автомобиль должен действовать в гораздо более плотной среде, уметь адекватно воспринимать и взаимодействовать со всеми участниками дорожного движения, в том числе людьми и животными, а так же корректно воспринимать саму среду, дорожные знаки и разметку.

Оснащение беспилотного автомобиля

Естественно, что для всего этого автомобильный автопилот должен обладать набором «органов восприятия». В целом, автопроизводители уже выработали своеобразный «стандартный набор», с которым мы ознакомимся на примере Toyota Prius, использованного компанией Google в ходе своих испытаний.

Кроме показанных на изображении, автомобиль ориентируется так же на данные, получаемые с помощью датчика инерции и точнейшего GPS-навигатора.

Все эти данные используются вычислительной системой автомобиля, которая в реальном времени оценивает ситуацию на дороге, учитывает погодные явления, разметку, дорожные знаки, положение других машин, а так же всегда готова к появлению новых объектов в зоне видимости. В будущем, за счёт массовой эксплуатации беспилотных автомобилей, эти данные будут распределяться между машинами, и позволят каждому автомобилю воспринимать обстановку не только в пределах восприятия собственных приборов, но и, например, за поворотом, где только что проехал другой беспилотный автомобиль.

Степени автономности автомобиля

беспилотный автомобиль дорожный знак

В зависимости от степени участия, которое система автопилота ожидает от водителя, мы можем разделить эти системы на несколько уровней. Воспользуемся самой популярной и, в целом, общепринятой.

По классификации SAE International систем помощи водителю или ADAS (Advanced Driver Assistance System) существует шесть классов автономности от уровня 0 -- полностью ручное управление с возможностью предупреждения об опасных ситуациях на дороге, до 5 -- полностью беспилотный автомобиль. Уровень ADAS 1 предусматривает работу более продвинутой системы предупреждения об опасности столкновения с автомобилями, пешеходами, а также о пересечении линии разметки, идентификацию дорожных знаков и т. п., а также вмешательство в систему управления. Второй уровень -- это более активная помощь водителю (руление, торможение, удержание в полосе и т. д.). Третий уровень -- автономное движение на заданных участках дороги, которое требует от водителя лишь частичного надзорного контроля. Четвертый уровень ADAS -- это автономное движение автомобиля в определенных режимах, при котором человек уже не может повлиять на управление даже в критических ситуациях. Пятый уровень -- полная автономность транспортного средства, когда водитель лишь задает конечный пункт маршрута, а весь процесс передвижения полностью ложится на искусственный интеллект автопилота.

Преимущества и недостатки

Определившись с тем, что такое беспилотный транспорт и поняв, как он работает, мы можем оценить его возможные преимущества и недостатки.

Преимущества

· Перевозка грузов в опасных зонах, во время природных и техногенных катастроф или военных действий. Уже сейчас предпринимаются попытки оснащения карьерных экскаваторов в угольных разрезах системами автопилота, чтобы снизить вредное воздействие пыли, поднимающейся из кузова при перевозке, на человека.

· Снижение стоимости транспортировки грузов и людей за счёт экономии на заработной плате водителей коммерческого транспорта. Так же, это позволит выйти на совершенно новый уровень в темпах доставки, поскольку автопилоту не требуется время на сон, еду и прочие человеческие потребности.

· Более экономичное потребление топлива и использование дорог за счёт централизованного управления транспортным потоком.

· Экономия времени. Данный аргумент особенно актуален для людей, проживающих в частном секторе и затрачивающих достаточно длительное время на дорогу до работы или учёбы. Поскольку человек будет освобождён от необходимости управлять автомобилем, у него появится время для учёбы или развлечений, пусть и ограниченных пределами автомобиля.

· Беспилотные системы выведут автомобили на новый уровень доступности для людей с физическими ограничениями. Больше не будет необходимости вглядываться в знаки или темного тротуара, в страхе не заметить пешехода. Даже больше, для управления автомобилем больше не нужны две руки и две ноги, что сделает передвижение гораздо более доступным для людей с инвалидностью.

· Минимизация ДТП, человеческих жертв. Поскольку автопилот не устаёт и не расслабляется, аварии и по невнимательности и неосторожности будут сведены к минимуму. В определённый момент, когда количество беспилотников на дорогах достигнет критической массы, их взаимосвязь между собой позволит почти полностью исключить возможность столкновения на дороге.

· Повышение пропускной способности дорог за счёт сужения ширины дорожных полос. Пусть не сразу, но автопилот в автомобиле станет гораздо более ловким и умелым водителем, чем человек. Возможность минимизировать расстояние между автомобилями, сохраняя при этом высочайший уровень безопасности, позволит рациональнее использовать площадь дорожного полотна, либо увеличив количество полос, и, соответственно, пропускную способность, либо расширив тротуары и пространство для людей.

Недостатки

· Ответственность за нанесение ущерба. В машинах с автопилотом 5-го уровня, участие человека будет минимальным, и определить, кто ответственен за возможное ДТП, будет гораздо сложнее, чем сейчас.

· Надёжность программного обеспечения. Даже самые совершенные программные комплексы не застрахованы от ошибок на 100%, а применение дублирующих вычислительных систем излишне усложнит конструкцию, и, следовательно, сделает её дороже даже при промышленном применении подобных решений.

· Отсутствие опыта вождения у водителей в критической ситуации. Данная проблема проявит себя не сразу, но после появления «водителей», весь опыт взаимодействия которых с автомобилями пришёлся именно на беспилотные модели, резонно предположить, что в случае критических ситуаций, требующих быстрого решения и определённых навыков, возможны негативные последствия из-за отсутствия опыта взаимодействия с автомобилем за пределами внесения маршрута в автопилот.

· Потеря рабочих мест людьми, чья работа связана с вождением транспортных средств. Массовое использование автопилота в сфере такси и поставок позволит снизить стоимость данных услуг, в некоторых сегментах до 50-60%, поэтому логично ожидать, что после появления первых массовых решений в сфере беспилотного транспорта многие люди останутся без работы.

· Потеря приватности. Логичным решением для беспилотного автомобиля является система мониторинга состояния водителя и, возможно, даже пассажира. Подобные решения уже разработаны компанией Mobileye, и активно используются на родине компании, в Израиле. При этом, автомобиль перестаёт быть частным пространством, поскольку мы добровольно допускаем наблюдение за нами.

· Минирование беспилотных автомобилей. Поскольку участие человека в управлении будет сведено к минимуму, логично предположить, что системы мониторинга состояния автомобиля так же получат определённое развитие, тем самым снимая необходимость осмотра машины перед поездкой, что в свою очередь увеличит риск терактов.

· Этический вопрос о наиболее приемлемом числе жертв, аналогичный проблеме вагонетки, стоящий перед компьютером автомобиля при неизбежном столкновении. Один из самый важных вопросов, стоящих на пути развития технологии беспилотного вождения - этический. Допустимо ли автомобилю совершать манёвры, заведомо опасные для водителя? И если нет, то допустимо ли автомобилю совершать манёвры, опасные для пешеходов или других водителей, если это необходимо для обеспечения безопасности собственного водителя? Этот и подобные вопросы в различных вариациях стоят перед всеми компаниями, развивающими беспилотный транспорт, а так же перед правительствами всех стран, рассматривающих с законодательной точки зрения возможность появления беспилотников на дорогах общего пользования.

Вызовы технологии

Хотя общие технические требования к беспилотному транспорту уже готовы, перед этой технологией стоит масса трудностей и проблем. Рассмотрим подробнее основные из них.

Коммуникации

Разработчики сходятся во мнении, что одна из ключевых - обеспечить автомобили возможностями высокоскоростного сетевого подключения. Сети пятого поколения рассматриваются как драйвер технологий автономного вождения: они позволят автомобилю максимально оперативно получать информацию и взаимодействовать с другими автомобилями и окружающей его инфраструктурой.

Минимальные задержки передачи информации, которые ожидаются в 5G, являются критическими для беспилотных автомобилей при их массовом использовании. Высокоскоростная связь позволит мгновенно принимать и передавать данные от одного автомобиля к другому. Информация об изменениях в движении одного автомобиля, например, о торможении, позволит сразу же корректировать действия окружающих его машин.

Согласно принятому стандарту, средняя скорость скачивания в 5G-сетях для пользователей составит 100 мегабит в секунду, а загрузки -- 50 Мбит/с. При этом время ожидания не превысит 4 мс (для 4G LTE этот значение составляет около 20 мс).

Этот стандарт позволит реализовать несколько типов систем связи автомобиля с объектами на дороге.

Первый тип систем - «транспортное средство - транспортное средство» (vehicle-to-vehicle, V2V) - обеспечивают безопасное вождение за счет связи между автомобилями на перекрестках с плохой видимостью. V2V-система может предупреждать водителей об опасности лобового столкновения, бокового столкновения, заднего столкновения, уведомлять о неисправности транспортного средства, предоставлять дорожную и нормативную информацию

Например, две машины, невидимые друг другу на перекрестке или на повороте, через V2V-систему могут обменяться друг с другом координатами и значениями скоростей для избежания столкновения. Аналогичным образом автомобиль, приближающийся к концу пробки, получит информацию с координатами и скоростями ближайших транспортных средств.

Второй тип систем безопасного движение - «придорожная инфраструктура - транспортное средство» (vehicle-to-infrastracture, V2I) - обеспечивают передачу информации (сигнал и нормативная информация и т.д.) от придорожного оборудования к автомобилю через средства радиосвязи. Например, придорожные сенсоры на перекрестке обнаружат машины, которые собираются пересечь перекресток или повернуть, и передадут информацию другим приближающимся машинам по средствам V2I-систем.

Третья система, призванная интегрировать беспилотники в дорожный поток, это система V2X (Vehicle-to-Everything -- система обмена данными между автомобилем и другими объектами дорожной инфраструктуры, например, с автомобилями, дорожными знаками, разметкой, светофорами; инфраструктура также должна быть подключена к интернету).

В июне 2016 года ABI Research опубликовала прогноз, согласно которому к 2025 году около 67 млн автомобилей будут использовать сервисы 5G.

Три миллиона из них - самоуправляемые автомобили. Технология 5G, благодаря более быстрому отклику, станет предпочтительной для широкополосного потокового мультимедиа, отправки диагностической информации сервисному центру, использования в системах V2X.

Чтобы технология V2X стала реальностью, две области - автомобильная и телекоммуникационная, должны расширить зону охвата 5G-сигнала и обеспечить уверенный приём. ABI Research ожидает, что это станет вполне реальным к 2025 году. 5G позволит мобильным операторам внедрить больше услуг с добавленной стоимостью для автомобильной экосистемы. Аналитики ABI Research ожидают появления новых бизнес-моделей и новых возможностей для автомобильной отрасли благодаря низкой задержке при установке соединения - до 1 мс.

Для коммуникации с окружающими объектами также разрабатываются специальные системы, позволяющие автомобилю обмениваться данными с другими объектами. Технология vehicle-to-everything (V2X) по беспроводной связи позволяет автомобилю получать предупреждения о дорожных условиях и приближающихся автомобилях задолго до того, как они появятся в его поле зрения. Для этого и окружающая инфраструктура должна быть «умной». Например, светофоры, дорожная разметка, дорожные знаки.

Разработку интерфейса для систем V2X, которые смогут работать с сетями нового поколения, ведет, например, Qualcomm. В компании рассказывают, что планируют до конца года провести тестирование прототипа в составе конечных устройств в Германии в партнерстве с рядом компаний, в числе которых Ericsson, Audi.

В марте 2017 года руководитель разработки мобильных онлайн-сервисов Volkswagen Николай Раймер (Nikolai Reimer) отмечал, что одна из ключевых задач - обеспечить машины возможностями связи. Этот вопрос компания считает настолько важным, что около трех лет назад даже приобрела европейский центр исследований и разработок Blackberry с командой примерно из 200 инженеров.

На базе этого подразделения Volkswagen теперь развивает центр компетенции по решениям связи для своих автомобилей. Он обеспечивает разработку технологий, которые смогут применяться в подключенных автомобилях в будущем. В их числе - блоки управления связью. Volkswagen рассчитывает в будущем обеспечивать себя ими сам. Николай Раймер считает, что компания должна больше инвестировать в эти разработки.

Всевидящее око

Автономный автомобиль должен знать с точностью до сантиметров, где именно он находится и что находится далее на дороге вне зоны текущей физической видимости. В картографической компании Here (ранее принадлежала Nokia) отмечают, что карты высокой точности - фундаментальный элемент в дополнение к сенсорам и камерам для того, чтобы беспилотный автомобиль мог ориентироваться в окружающей его обстановке.

Карты должны отражать и местоположение автомобиля, и позволять ему знать, что находится дальше, за поворотом, чего не могут обеспечить камеры и сенсоры. Тогда автомобиль сможет выстраивать не реактивную, а проактивную стратегию вождения, говорит Алекс Манган (Alex Mangan), руководитель продуктового маркетинга Here.

Для тестирования своих беспилотных автомобилей Google, например, предварительно сам строит детальные 3D-карты на пилотных маршрутах, учитывающие даже небольшие особенности дорог. Для сбора данных, на основе которых будет строиться карта, сотрудники компании предварительно специально ездят по дорогам. В случае с тестовыми маршрутами это посильная задача, однако, когда требуется создать карты для дорог протяженностью в миллионы километров, она выглядит сложно реализуемой. Особенно с учетом того, что однажды созданные карты необходимо поддерживать и обновлять - картина на дорогах может меняться очень часто.

Упростить создание точных карт для автомобилей может сотрудничество с автопроизводителями: их машины, оснащенные сенсорами и радарами, могут «делиться» получаемой с дорог информацией с разработчиками картографических сервисов. За счет этого карты могли бы обновляться буквально в режиме реального времени.

В феврале 2017 года производитель решений для беспилотных автомобилей Mobileye и BMW объявили о подобном сотрудничестве. Его целью является сбор картографических данных для самоуправляемых машин. Автомобили BMW 2018 модельного года будут оснащаться камерами и софтом MobilEye для сбора информации, необходимой для обновления цифровых карт высокого разрешения.

С целью ускоренного создания и обновления карт BMW и Mobileye будут передавать данные, генерируемые в рамках партнерства, компании Here. Алекс Манган из Here полагает, что индустрия должна объединиться вокруг идеи обмена данными - это может ускорить распространение технологии беспилотного вождения. Помимо BMW, компания планирует договариваться и с другими производителями автомобилей об аналогичной передаче данных, включая Audi и Mercedes.

Распознавание дорожных знаков и разметки

Как удалось обнаружить в начале августа исследователям из университета Вашингтона, системы машинного зрения, применяемые в машинах с автопилотом для распознавания дорожных знаков, легко сбить с толку: для этого достаточно определенным образом разместить на знаках небольшие наклейки.[11]

В ходе эксперимента исследователи наклеили на одном из знаков Stop несколько черных и белых стикеров, на другом разместили дополнительные надписи сверху и снизу от надписи Stop, а третий знак сделали более блеклым. При этом подчеркивается, что во всех случаях дорожные знаки оставались вполне узнаваемыми и читались хорошо.

Тем не менее, система автопилотирования в подавляющем большинстве попыток дала сбой: вышеописанные манипуляции со знаками Stop приводили к тому, что вместо них автопилот «видел» знак ограничения скорости.

Результаты эксперимента навели исследователей на мысль о том, что злоумышленники могут самостоятельно делать подобные наклейки, чтобы заставить компьютерную систему автомобиля неверно распознать знак дорожного движения.

В качестве способа борьбы с обнаруженной уязвимостью исследователи предлагают реализовать в системе автопилота алгоритмы, дополнительно анализирующие контекст, в котором встретился знак. В частности, алгоритмы помогут системе определить, что знак расположен в ненадлежащем месте (например, Stop -- на скоростном шоссе или ограничение скорости в 100 км/ч -- на городской улице), что поможет избежать аварийной ситуации.

Как отмечается, испытанию подверглась не система какого-то конкретного автопроизводителя, а стандартный для всех производителей алгоритм работы автопилота. Результаты исследования, по мнению авторов, демонстрируют степень уязвимости автоматики. Использованные на дорожных знаках искажения моделировали типичные поражающие факторы городской среды: акты уличного вандализма, порчу покрытия знака из-за погодных условий и так далее.

В ходе эксперимента ученые использовали несколько дорожных знаков с различными типами надписей, наклеек и граффити. По словам исследователей, в 100% случаев, автомобили распознавали знак «Стоп» с надписями Love\Hate как знак «Ограничение скорости 45», второй и третий знаки также распознавались как «Ограничение скорости 45», но только в 67% случаев. Что касается четвертого знака, его система машинного обучения классифицировала как знак «Стоп» вместо «Правый поворот» в 100% случаев.

Чья жизнь важнее: водителя или пешехода?

Помимо технологических вызовов для перехода к массовому использованию беспилотников предстоит решить и «моральные» вопросы, связанные с принятием решений автопилотом. Например, должна ли она быть спроектирована таким образом, чтобы защищать жизнь водителя любой ценой, даже если в экстренной ситуации для этого необходимо протаранить толпу пешеходов?

Правила для беспилотных автомобилей в Германии

Федеральное министерство транспорта и цифровой инфраструктуры Германии объявило о намерении ввести в действие дорожные правила для беспилотных автомобилей, их производителей и владельцев. Как пишет летом 2017 года The Register, документ обяжет разработчиков беспилотных автомобилей программировать их автопилот таким образом, чтобы в любой неожиданной ситуации на дороге он ставил человеческую жизнь превыше жизни животных или сохранности частной или государственной собственности[14].

В настоящее время ни в одной стране мира нет единых правил дорожного движения, которые бы регулировали технические требования к беспилотным автомобилям и регламентировали их движение по дорогам общего пользования. Некоторые страны допускают перемещение беспилотных автомобилей по общим дорогам, но в этом случае требуется получение специального разрешения. При этом за рулем беспилотного автомобиля всегда должен находиться водитель, готовый перехватить у автопилота управление в случае какой-либо нештатной ситуации.

Правила для беспилотных автомобилей в Германии были разработаны консультативным советом Федерального министерства транспорта и цифровой инфраструктуры Германии, в который входят 14 ученых и юристов. В общей сложности в список попали 20 требований к беспилотным машинам, их производителям и водителям. Так, требование к ценности человеческой жизни подразумевает, что автопилот в любой аварийной ситуации должен таким образом управлять автомобилем, чтобы сохранить жизнь людей.

В случае двойственной аварийной ситуации, автопилот не должен делать выбор, чью жизнь следует сохранить -- водителя или пешехода, пожилого человека или ребенка. Автопилот должен будет сделать все возможное, чтобы сохранить жизнь всех участников аварии. Все беспилотные автомобили, регистрируемые в Германии, должны иметь «черный ящик», записи из которого можно будет использовать после аварии, чтобы выяснить, на ком лежит ответственность за нее -- на водителе или на автопилоте.

При этом во всех случаях аварии с участием беспилотного автомобиля будет действовать «презумпция виновности», то есть в аварии всегда будет считаться виновным водитель, пока данные «черного датчика» или другие результаты расследования происшествия не докажут обратного. В число правил также включили исключительное право водителей на выбор информации, которую смогут получать от беспилотного автомобиля его производители. Речь идет о местоположении, скорости, водительских данных и множестве другой информации, которая может быть использована, например, для таргетирования рекламы.

Моральная дилемма

Психолог Школы экономики в Тулузе Жан-Франсуа Бонефон (Jean-Francois Bonnefon) и его коллеги говорят люди в целом поддерживают идею, что в критической ситуации автомобиль должен врезаться в стену или еще каким-то образом пожертвовать водителем, чтобы спасти большее число пешеходов. При этом те же самые люди хотят ездить в автомобилях, которые защищают водителя любой ценой, даже если это повлечет смерть пешеходов.

Такой конфликт ставит в сложное положение производителей компьютеризированных автомобилей, отмечает Бонефон. Между автомобилем, который запрограммирован на благо для большинства и который запрограммирован для самозащиты пассажира, покупатели в подавляющем большинстве выберут второе.

Существует много сценариев экстренных ситуаций, когда автомобилю придется сделать выбор, кем пожертвовать

Авторы исследования о социальной дилемме автономных автомобилей, опубликованного в журнале Science в 2016 году, полагают, что в это области есть и другие сложные моральные вопросы. Автономным автомобилям придется в экстренных ситуациях принимать решения, последствия которых заранее нельзя предсказать. Допустимо ли, например, запрограммировать машину на то, чтобы она избежала столкновения с мотоциклистом, врезавшись в стену? Ведь у пассажира автомобиля в этом случае больше шансов выжить, чем у мотоциклиста, который столкнется с автомобилем.

«Автономные автомобили могут произвести революцию в транспортной индустрии, но они ставят социальную и моральную дилемму, которая может затормозить распространение этой технологии», - считает Лиад Рован (Iyad Rahwan), ученый из Университета Калифорнии, один из авторов этого исследования.

Психолог Курт Грей (Kurt Gray) из Университета Северной Каролины в Чапел-Хил уверен, что можно достигнуть работающих компромиссов. Если беспилотные автомобили и будут запрограммированы защищать пассажира в экстренных ситуациях, число дорожных инцидентов в любом случае снизится. За исключением редких случаев, когда такие автомобили могут представлять опасность для пассажиров, они в любом случае не будут превышать скорость, не будут употреблять алкоголь или набирать текстовые сообщения на ходу, отчего общество, в конечном счете, выиграет.

Законодательство

Помимо технологических вызовов, для перехода к массовому использованию автономных автомобилей предстоит решить множество вопросов на уровне законодательного регулирования. Необходимы нормативные документы, определяющие основные технологические и юридические понятия в данной сфере, регулирование возможностей использования таких технологий в целом, ответственности в случае инцидентов с беспилотными автомобилями и др.

В том или ином виде нормативные документы в этой области уже представлены или разрабатываются в некоторых странах. Особенно продвинулась вперед здесь США. Невада еще в 2011 году стала первым штатом в стране, начавшим регулирование использования автономных транспортных средств на дорогах и вопросов, связанных с их страхованием, безопасностью и тестированием.

Условия передвижения беспилотных автомобилей разной степени свободы теперь уже законодательно закреплены в разных штатах США. В 2015 году губернатор Аризоны, США, подписал приказ, согласно которому беспилотные автомобили в штате регистрируются на тех же условиях, что и обычные машины. Никаких дополнительных требований к автономным машинам не предъявлялось. Кроме того, законы штата не запрещают испытание беспилотных автомобилей на дорогах.

В конце 2016 года губернатор штата Мичиган подписал пакет законов, который напрямую касается сферы беспилотных автомобилей и фактически легализуют их частное и коммерческое использование. Они позволяют продажу серийно выпускаемых беспилотных автомобилей, прошедших сертификацию, при этом автомобилям разрешено выезжать на дороги общего пользования без водителя за рулем и передвигаться в автоколоннах. Кроме того, на территории штата теперь разрешено использовать беспилотное такси.

В Британии в 2016 году начали подготовку поправок в законодательство, которые должны, во-первых, позволить страховать ответственность беспилотных машин, а во-вторых, обновить Дорожный кодекс (свод ПДД Великобритании) с учетом развития автономных транспортных средств.

В России на данный момент нет федеральных законодательных актов, разрешающих и регламентирующих движение беспилотных транспортных средств на дорогах общего пользования, но, поскольку разработки в этой отрасли ведут две аких крупных компании как «Яндекс» и «Камаз», больших проблем с административным давлением или поиском площадки для тестового маршрута не возникает.

Развитие беспилотного транспорта в России

Как упоминалось выше, в России так же идут активные разработки систем автоматического управления транспортом. Два крупнейших участника в данной сфере это «Яндекс», разрабатывающий именно комплексы автономного вождения, с возможностью установки на любую достаточно современную машину, и «Камаз», который кроме комплекса средств управления транспортом без участия человека так же разрабатывает отдельные транспортные средства, заранее исключающие участие человека в процессе управления. Например, беспилотные яндекс-такси уже работают на двух тестовых площадках, в «Иннополисе» в Татарстане и в подмосковном «Сколково».

Из последних событий в данной сфере, необходимо выделить два:

«Яндекс» начал использовать в беспилотных авто лидары и камеры собственного производства

В середине декабря 2019 года стало известно о том, что «Яндекс» начал использовать в беспилотных автомобилях лидары и камеры собственного производства. В компании утверждают, что её решения наполовину дешевле иностранных аналогов.

Как сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу «Яндекса», к 16 декабря первые самоуправляемые машины, оборудованные новыми сенсорами, проходят испытания. Такие же устройства найдут применение в автономных роботах-доставщиках «Яндекс.Роверы».

Для большей ясности, ещё раз вспомним, что в беспилотный автомобиль устанавливаются три основных вида сенсоров: камеры, радары и лидары. Последний сенсор сканирует пространство с помощью лазерных лучей, которые отражаются от объектов и создают трехмерную картину окружающей среды, в отличие от камер, его работа не зависит от условий освещения, а также дает гораздо больше информации об объекте, чем радар.

К середине декабря 2019 года «Яндекс» ведет работу над двумя типами лидеров: первый с обзором 360 градусов собирает информацию об объектах вокруг беспилотного автомобиля; второй -- твердотельный лидар, который имеет угол обзора 120 градусов. Помимо этого, на беспилотные автомобили устанавливаются камеры, которые также разрабатываются «Яндексом», и специальные радары.

Беспилотный автомобиль «Яндекса» в начале разработок стоил более $150 000. В середине 2019 года его цену удалось снизить до $100 000, а к концу года -- до $90 000. Но всё равно больше половины этой суммы составляют системы беспилотного управления автомобилем, из них львиная доля уходит на лидары. Стоимость одного такого датчика колеблется от $10 000 до $25 000, при этом на одну машину инженеры «Яндекса» устанавливают по четыре сенсора разной стоимости.

В «Яндексе» заявляют, что после начала серийного производства лидаров можно будет сэкономить до 75%.

За год до этого, в июне 2018 года, КАМАЗ продемонстрировал в Казани работу разработанного им беспилотного электробуса КАМАЗ-1221 «ШАТЛ». Электронную начинку автомобиля разработало НАМИ.

ШАТЛ (аббревиатура от «Широко Адаптивной Транспортной Логистики») был подключен к сети пятого поколения сотовой связи (5G), развернутой «Мегафоном». Будучи партнером Чемпионата мира по футболу (ЧМ-2018), «Мегафон» получил от Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) частоты в диапазонах 3,8 ГГц и 25,25 - 29,5 ГГц в 11 городах, в которых будет происходить чемпионат, включая Казань.

ШАТЛ демонстрировался в динамическом и статическом режимах. В динамическом режиме электробус двигался по специально выделенной дорожке вдоль реки Казанка по огороженному периметру. Передвигаться по обычным трассам беспилотникам пока нельзя из-за законодательных ограничений.

Длина выделенного пути составляла 650 метров. В ходе демонстрации скорость была ограничена 10 км/ч. Во время Чемпионата мира 2018 ШАТЛ будет использоваться на части пути от фан-зоны к стадиону «Казань Арена».

ШАТЛ относится к транспортным средствам малого класса категории М2 и предназначен для передвижения по дорогам с твердым покрытием с использованием данных цифровых карт, систем навигации и органов технического зрения. ШАТЛ осуществляет остановку для посадки и высадки пассажиров на остановочных пунктах, определенных службой движения и выбираемых пользователями из предложенного перечня на маршруте.

Интерфейс позволяет пассажиру управлять системой открывания дверей, системой выбора остановочного пункта для высадки, остановкой по требованию, аварийной остановкой, вызовом помощи, ручным открыванием дверей, а также использовать USB-порт для зарядки электронных устройств. Масса транспортного средства максимально оптимизирована, утверждают на КАМАЗ: кузов выполнен из композитных материалов, рама изготовлена с использованием алюминиевых материалов.

В ходе движения телеметрическая информация и видеосигнал в режиме реального времени транслировались при помощи предкоммерческого E2E-решения для сетей 5G компании Huawei, развернутого на тестовой сети «Мегафона». Для обеспечения радиопокрытия пилотной зоны использовалась базовая станция с технологией радиодоступа 5G New Radio (NR), опорная сеть нового поколения с поддержкой функциональности New Generation Core (NGC) и абонентский терминал (CPE) 5G с чиспсетом разработки Huawei.

Тестовая сеть 5G представляет из себя базовую станцию с агрегацией двух несущих с шириной полосы 100 МГц каждая в диапазоне 3,5 ГГц. Данные с электробуса передавались в диспетчерский пункт, контролирующий процесс движения транспортного средства, со скоростью 1,2 Гбит/с с минимальной задержкой 6-8 миллисекунд.

Одновременно на сервер КАМАЗа в онлайн-режиме поступала телеметрическая информация о параметрах движения и режимах работы узлов и агрегатов электробуса. Эти данные собираются с сотен датчиков, установленных в беспилотнике.

Заключение

Оглядываясь на всё, приведенное выше, можно сделать вывод, что, хотя перед разработчиками беспилотного транспорта всё ещё стоит ряд технических и законодательных вопросов, эта технология пришла навсегда. Пройдёт ещё несколько лет, и массовое внедрение систем помощи водителю и систем автономного управления транспортом навсегда изменит жизнь человеческого общества, сделав дороги безопаснее, а перевозки дешевле. Вместе с тем, в этом будущем навряд ли найдётся место профессии таксиста, поскольку в этой сфере глобализация и повсеместное использование приложений-агрегаторов делает переход к автопилоту экономически неизбежным. В целом же профессия водителя не пропадёт, но претерпит существенные изменения, повысив требования к квалификации и навыкам. Для многих вождение перестанет быть ежедневной необходимостью и, возможно, превратится в хобби.

Так или иначе, в светлое будущее нас повезёт именно беспилотный транспорт, и мы должны быть к этому готовы.

Размещено на Allbest.ru