Автопилотом для наземного транспорта сегодня грезят как десятки стартапов по всему миру, так и автомобильные гиганты. Но, несмотря на все бюджеты, полноценный автопилот ещё никто не построил. Причина — в несовершенстве компьютерного зрения и в отсутствии полноценного искусственного интеллекта. Камеры и радары слепнут в непогоду, а виртуальный ум пока не так смышлён, как человек. Но задачу можно частично решить, её упростив — по такому пути пошла Российская компания BaseTrack со своей разработкой «виртуальные рельсы».
Что такое «виртуальные рельсы»?
Посмотрите видео — Chevrolet Cruze движется по извилистой трассе ADM Raceway в Мячково без помощи человека. В салоне вообще ни единой живой души! Седан безошибочно делает полный круг по залитому льдом треку и останавливается в заданной точке. Ни один бруствер не задет, все повороты прописаны чётко. Это возможно благодаря тому, что в память управляющей автомобилем системы внесён маршрут следования — машина знает где и насколько тормозить, разгоняться, поворачивать руль. Точную траекторию зимнего «Мячково» в Cruze загрузили разработчики, причём сделали это дистанционно, из московского офиса.
Аналогично можно задать любой другой маршрут в рамках сети скоростных дорог России, которая насчитывает 3000 километров асфальта. Сейчас компания ведёт оцифровку этих транспортных артерий и вскоре будет готова предложить «беспилотное» движение по большому количеству автомагистралей нашей страны. Почему беспилотное взято в кавычки? А потому, что это не полностью самостоятельная система управления автомобилем, а лишь разновидность ассистентов вождения. И такого пока нет ни у одного автопроизводителя — создатели заявляют, что их разработка уникальна.
Основное преимущество «виртуальных рельс» в том, что для позиционирования движущегося по ним автомобиля не нужны внешние ориентиры — разметка, объекты инфраструктуры. Они сами и есть ориентир, идеальная для данного участка пути траектория. Поэтому такая полуавтономная машина не боится всего того, обо что спотыкаются традиционные без-пяти-минут-беспилотники — тумана, снега, отсутствия дорожной разметки.
Да и вообще, дороги как таковые не нужны — при необходимости виртуальные рельсы можно проложить хоть в чистом поле, и эксперимент на треке в Мячково — тому пример. Но недостатки технологии вытекают из её преимуществ. Автомобиль «слеп», так как лишён радаров и камер и не приучен глубоко думать. Поэтому он не увидит возникшее перед собой препятствие, а даже если и увидел бы — не знал бы, как себя безопасно вести. Исходя из этого, возникает вопрос: а как использовать такую специфическую разработку?
Перспективы и варианты применения
В чистом виде эта система может быть применена для организации движения беспилотного транспорта на закрытых территориях, в том числе на производстве и в сельском хозяйстве, а также может пригодиться при разработке техники силовых структур. Другой вариант — автоматизация движения грузовиков, в том числе в колоннах и по необычным дорогам, зимникам и другим безлюдным маршрутам. Во всех этих случаях разработка BaseTrack может стать способом экономии топлива и сил (а в случае с военными — и здоровья) водителей — в последнем и состоит её основное предназначение.
А если срастить разработку со штатными системами помощи водителю, которые уже имеются на современных машинах, то может получиться ещё интереснее. Тогда автомобиль сможет не только держать траекторию, но и регулировать скорость, если упрётся в более медленную машину, и даже тормозить в пол при возникновении препятствия впереди.
Для этого нужна работа с автопроизводителями, и такие переговоры уже есть в планах создателей «виртуальных рельс». В случае успеха такого сотрудничества может родиться интересная концепция загородной езды: загрузил маршрут, отпустил руль/педали и читаешь книгу или смотришь фильм, изредка поднимая глаза на трассу. Но по факту несёшь ответственность за всё происходящее с автомобилем.
Автор идеи Андрей Вавилин уверен, что в будущем вектор госрегулирования движения будет и дальше направлен в сторону увеличения количества камер и ужесточения ограничений и наказаний. Тогда загородная езда будет становиться всё более монотонной, где все едут в одном темпе и минимизированы перестроения. В таких условиях технология виртуальных рельс может оказаться востребованной.
Как всё это устроено?
Создатели системы утверждают, что каким-то хитрым способом умеют получать очень точные данные о земной поверхности и объектах на ней. Как — секрет, ноу-хау, патент, всё такое. Эта так называемая инфогеосреда и способность ориентировать в ней автомобиль — и есть ключевой момент в технологии. Представители BaseTrack говорят, что они без проблем переведут в «цифру» 80 тысяч километров европейских дорог — на это при необходимости уйдёт примерно год. Россия уже в процессе, чтобы предложить потенциальным клиентам готовые треки для движения в нашей стране.
Дальше данные о том, где именно автомобилю надлежит проехать, передаются в установленный в машине смартфон — он и командует исполнительными механизмами, ориентируясь на систему геопозиционирования. Навигационный модуль — это комплекс из штатных датчиков автомобиля, дополненных внешними акселерометрами и спутниковыми антеннами. По совокупности получаемых данных тестовый Cruze всегда понимает, в какой точке траектории он находится, с точностью до нескольких сантиметров!
А чтобы он в эти точки мог попадать, нужно доработать органы управления. Поскольку руль здесь с электроусилителем, то вращать его можно, подключившись к штатным «мозгам» автомобиля. С акселератором всё то же самое, а на педаль тормоза установили самодельный актуатор. Изобретателям пришлось повозиться со взломом заводской шины данных, но после успешного проникновения в систему они получили полный контроль над ускорением и рулением.
Чтобы собрать это всё в работающую систему, осталось лишь запрограммировать поведение автомобиля: как сильно открывать газ на той или иной дуге, чтобы остаться на траектории (коридор погрешности измеряется сантиметрами), как сильно тормозить, в какой момент и на какой угол поворачивать руль. Иными словами — задать машине логику поведения, которая позволит ей безошибочно следовать траектории.
P.S. В тот день в Мячково был уже не первый ездовой тест системы. Но всё равно создатели «виртуальных рельс» волновались — справится ли машина со скользким извилистым треком? Всё ли правильно рассчитали? Но прототип действительно проехал трассу не хуже, чем с живым водителем, чему мы и стали свидетелями. Да, достижение несколько синтетическое, но потенциал очевиден. Жизнеспособна ли идея российских изобретателей, покажет время — многое зависит от интеграции с другими техническими решениями, а также деловой хватки создателей «виртуальных рельс».