Эпоха роботов: компьютер за рулём

Не так давно компьютернаучился управлять автомобилем самостоятельно, без помощи человека. Теперь остается лишь сделать его достаточно безопасным и решить, кто же виноват в нарушениях и авариях.

Современный автомобиль просто немыслим без компьютеров. Ведь параметры работы двигателя  и подачи топлива в любом современном автомобиле контролируются микрокомпьютером. Установка, управляющая климатом, приёмник спутниковой навигации, мультимедийная система, а также модуль мобильной связи - это тоже компьютеры, которые уже стали нормой даже для относительно не дорогих легковых серийных автомобилей.

Однако эти системы лишь помогают водителю управлять машиной и прокладывать маршрут, делая поездку более комфортной, позволяя водителю сосредоточиться на вождении. В то время как сегодня тестируется несколько компьютерных технологий, которые делают участие человека в управлении автомобилем минимальным либо же полностью берут ведение автомобиля на себя. Тем не менее, запись движения на видео, лишней не будет, тем более если использовать видеорегистратор f500lhd с High Defenition разрешением.

Самыми перспективными с точки зрения наиболее быстрого массового внедрения считаются системы, которые позволяют обезопасить пассажиров, водителя и окружающих от ошибочных манёвров, в т.ч. по причине усталости или болезни шофёра. Системы способны регулировать движение автомобиля в пределах ряда, поддерживая безопасное расстояние до машин, идущих впереди, а также окружающих предметов, автоматически останавливая автомобиль и аккуратно припарковывая его на обочине по необходимости.

Описываемая технология контроля машин в пределах указанной  полосы LDW (сокр. от Lane Departure Warning) разработана компанией Iteris в 1999 г., и такая система уже давно предлагается к установке в практически любой грузовой, а также некоторых легковых автомобилях. AutoVue LDW – это комплект, состоящий  из специальной камеры, а также маленькой коробочки с системой распознания изображений, которая работает на основе фирменного ПО. Определив, что на скорости более 37 миль в час (это около 60 км/ч) машина выехала из своей полосы, система издает резкий звуковой сигнал, моментально привлекающий внимание водителя. По словам разработчиков, LDW особенно пригодится водителям грузовиков в условиях плохой видимости при тумане или дожде, даже если разметка на дороге плохо различима либо сильно изношена.

Volvo City Safety устанавливается серийно на легковых автомобилях V60/S60,  а также компактных кроссоверах ХС60 этой компании из Швеции. Главной функцией описываемой антиаварийной системы является постоянное сканирование расстояния до идущего впереди автомобиля. Если он замедляется, она тоже притормаживает вашу машину буквально до полной остановки. Конечно, автоматическое торможение безопасно лишь на относительно не больших скоростях, поэтому срабатывает Volvo City Safety только на скорости до 30км/ч, т.е., в основном, при пробках и движении в городском трафике.

Определяется расстояние до идущего впереди автомобиля с помощью лазерного датчика, который расположен за зеркалом салонным заднего вида. Принцип его действия схож с подсвечиваемым автофокусом цифрового фотоаппарата. Учитываются, при этом, только машины, которые находятся на расстоянии не более 10 метров от края переднего бампера. Рассчитывается микрокомпьютером интенсивность торможения и, конечно, автоматически включаются задние стоп-сигналы.

В отечественных условиях, к сожалению, использование технологии Volvo City Safety отличается определенной спецификой: во-первых, нужно регулярно следить, чтобы ветровое стекло в месте расположения датчика было чистым - грязь и снег могут помешать нормально ехать. Во-вторых, в крупных городах культура вождения оставляет желать лучшего, поэтому стоит опасаться всяких "подрезальщиков", а также любителей "нырнуть" в щели в пробках, в противном случае при резком торможении на автомате вас могут "догнать" сзади с весьма печальными последствиями. Лучше тогда сразу притормаживать самостоятельно, чтобы система считала, что у вас ситуация под контролем, и не вмешивалась.

В пробках вообще удобнее пользоваться т.н. системой активного круиз-контроля, которая позволяет не только выдерживать указанное расстояние до идущего впереди автомобиля, но и трогаться-останавливаться одновременно с ним. Такую опцию разработала BMW в своей функции Stop & Go.

Также разработанная в BMW Emergency Stop Assistant (сокр. ESA) или система аварийной остановки, хоть и не устанавливается пока на серийных автомобилях, но возможности ее сильно впечатляют. Если компьютер, основываясь анализа информации о специальных биометрических параметрах (к примеру, данных со специального браслета), посчитает, что человек, находящийся за рулём потерял сознание, автоматически включится режим "аварийки", и автомобиль паркуется на обочине дороги. После остановки ESA вызывается скорая помощь.

Согласно утверждению создателей ESA, система ультразвуковых датчиков и камер, а также данные с GPS позволяют безопасно припарковаться, даже в том случае, когда необходимо менять несколько полос, а также в плотном потоке. Перед всеми необходимыми перестроениями машина пропустит идущие на большой скорости автомобили в правой полосе. Правда, непонятно, будет ли машина перестраиваться в "мёртвой" пробке, логичнее было бы оставаться на месте в случае срабатывания системы. Так как серийных образцов ESA на сегодняшний день не существует, пока неизвестно, насколько эффективна и, главное, насколько безопасна система.

Машины Mercedes-Benz классов S и E в своей базовой комплектации снабжаются серийно схожей по назначению, однако менее "самостоятельной" системой, следящей за самочувствием водителя – системой Attention Assist. Эта система с помощью установленных датчиков на руле отслеживает специфику вождения водителя, составляя для него индивидуальный профиль. Период изучения манеры езды занимает до 30 минут.

Согласно выводам разработчиков, наиболее важную информацию о самочувствии водителе можно получить как раз по манере вращения руля: так уставший водитель будет допускать всё большее число мелких ошибок в управлении, которые требуют коррекции. Профиль учитывает степень отклонения от задаваемой траектории движения, дальность и время поездки, угол поворота руля, ускорение автомобиля, а также метеоусловия - всего около 70 параметров. Если замечаются изменения в манере вождения, раздается резкий звуковой сигнал, и на бортовой дисплей будет выводиться предупреждение о том, что необходимо сделать остановку. Attention Assist функционирует на скоростях более 80 км/ч.

Системы автоматической парковки уже давно не считаются новинкой, и они имеются у большинства ведущих производителей. Например, Volkswagen производит автомобили с ParkAssist c 2007 г.,  ими могут быть оснащены практически любые модели, как компактные Golf , так и Tiguan либо Passat CC. Микрокомпьютер, который анализирует информацию ультразвуковых датчиков, способен  припарковать автомобиль с буквально ювелирной точностью, проводя его даже в нескольких сантиметрах от бампера соседней машины.

После того, как произведена остановка около места парковки, водителем нажимается кнопка включения ParkAssist, и на экране бортового компьютера появляется информация о рекомендуемом алгоритме действий. В процессе самой парковки необходимо отпустить руль, работая только педалями (а также ручкой переключения передач, если коробка механическая).

Перспективная разработка BMW, называющаяся Remote Controlled Parking, предполагает, что и вовсе не нужно будет сидеть за рулём во время парковки. Выходите из машины, нажимаете кнопку на брелке, и Ваш автомобиль плавно паркуется на свободное место либо в гараж. Точно также Вы можете "вызвать" Вашу машину: она самостоятельно заведётся, выедет из гаража и окажется прямо перед вами. Все это смотрится необычайно эффектно.

К сожалению, автомобили, которые вообще не требуют участия водителя в управлении, появятся в продаже очень не скоро, не тот уровень технологий. С другом стороны, не так давно в штате Невада было официально разрешено ездить по общим дорогам на машинах с включенным автопилотом. Правда, принятие технических требований к автомобилям было отложено до 2020 г.

На самом деле никаких препятствий для разработки автомобиля с полностью автоматическим управлением сегодня нет: уже практически все необходимые элементы автопилотов реализованы,  например, в рассмотренных выше системах - это различные и камеры и датчики, микрокомпьютеры, которые рассчитывают траекторию движения, а также управляющие направлением перемещения, скоростью и торможением автомобиля.

Многие крупные автомобильные концерны имеют собственные программы создания полностью автоматических систем управления. К примеру, Volkswagen-ом разрабатывается подобный проект.  В рамках этого проекта  в 2011 г. была создана полуавтоматическая система TAP (сокр. от Temporary Auto Pilot), которая  позволяет ехать на полном автопилоте при скорости до 130 км/с.

Даже название (temporary – временный) говорит о том, что управление системе водитель может доверить лишь в оговоренных условиях, например, на скоростной трассе либо в городской пробке. Человек, при этом, в любой момент времени может взять управление автомобилем на себя. Volkswagen заявляет, что технически TAP система полностью готова к выходу в серийное производство.

Компанией Google ведется работа над полностью роботизированным управлением, испытываемым на автомобилях Toyota Prius и Audi TT. В версии Google более активно используются GPS данные, сведения об окружающем пространстве, которые получаются радарами и лидаром (лидар – это вращающийся лазерный дальномер, который устанавливается на крыше и собирает трёхмерную информацию на расстоянии более 60 м). Также используется видеокамера, которая распознает сигналы светофора и движущиеся предметы, и датчики положения и ускорения. Компания Google уже в 2010 г. официально сообщила о проведении успешного автопробега в беспилотном режиме,  расстояние автопробега составило более 225 000км. Проходил пробег по дорогам общего пользование, а систему страховали сидящие на месте водителя профессионалы.

Несмотря на ощутимые успехи инженеров, главной проблемой остается обеспечение 100% надёжности автопилотов и защита от случайных срабатываний. Вообразите, к сколь ужасным  последствиям может привести малейший сбой даже в одной машине на трассе, где скорость  потока выше 120км/ч! Кроме того, совершенно не ясно, кто будет ответственен за такое происшествие.

Достаточно невысокая точность GPS-навигации и, особенно, ошибки в картах пока что не позволяют привязывать к ним автопилот – нужны средства коррекции в режиме реального времени, основанные на показаниях датчиков, которые следят за окружающей обстановкой. С другой стороны, надёжность считывания разметки и дорожных знаков в значительной степени зависит от погодных условий – т.е. нужно разработать системы, которые гарантированно игнорируют  грязь и снег, а также изменять графическое исполнение знаков.

Конечно, автопилоты уже существуют на железнодорожном транспорте и в авиации. Например, в Париже по одной из линий метро поезда следуют в полностью автоматическом режиме уже продолжительное время. Однако следует учесть их принципиальное отличие от машин: поезда ходят по чётко указанным маршрутам, и их движение регулярно строго контролирует команда специалистов. Вся же прелесть автомобиля заключается в том, что он едет, куда захочется водителю. Регламентировать их передвижение и контролировать каждую машину даже теоретически невозможно.

Таким образом, полноценный автомобильный автопилот появится в серийных автомобилях лишь тогда, когда будет гарантирована его абсолютная надёжность, а он будет оснащён эффективными системами для безопасной (подчеркнем, для всех участников движения) остановки в редчайших случаях сбоев. На сегодняшний день лучшее решение - продолжать улучшение временных автопилотов, которые моментально отключаются, как только водитель положит руки на руль.