Когда автомобили будут ездить без водителя

Обновлено: 28.03.2024

Firebird III

Концепт-кар 1959 года Firebird III корпорации General Motors умел поддерживать постоянную скорость и сохранять полосу движения, следуя изгибам трассы. Технология основывалась на электромагнитных датчиках, которые предполагалось размещать под асфальтом на крупных хайвеях. Выставка Century 21 в Сиэтле, 1962 год, архив Сиэтла.

Но прежде чем мы начнём, рассмотрим…

Вопрос терминологии

Терминологическая путаница — совершенно нормальное явление на данном этапе, ведь объект спора ещё не стал частью нашего быта. Какое-то название со временем должно вытеснить остальные, и вовсе не обязательно победителем окажется одно из перечисленных. Вполне может быть, что за автономными машинами в английском закрепится короткое и ёмкое слово robocar.

В русском всё ещё сложнее. Автономный автомобиль, автомобиль-робот, самоуправляющийся автомобиль, самодвижущийся автомобиль или просто автомобиль без водителя — вариантов, используемых в журналистике, литературе и речи, множество. Пожалуй, наиболее распространённый — беспилотный автомобиль — одновременно и самый неудачный. Действительно, почему он беспилотный? Ведь и в традиционных автомобилях пилотов тоже нет.

Попробуем теперь ответить на вопрос,

Как заменить водителя?

Если коротко, требуется сделать две вещи. Машину нужно научить, во-первых, прокладывать маршрут, а во-вторых, успешно передвигаться по дорогам, в том числе в окружении других транспортных средств. Первой задачей всерьёз занялись относительно недавно, с появлением спутниковой навигации и электронных карт местности, и справились с её решением довольно быстро. А вот вторую решают уже много десятилетий, и до сих пор трудно сказать, позволяет ли нынешний уровень развития технологий выпускать полностью автономные машины на улицы.

Hydra-Matic Drive

Реклама автоматической коробки передач для автомобилей марки Oldsmobile.

Узнавание объектов и принятие решений — те самые проблемы, которые пока удерживают автомобили-роботы на полигонах. Прототипы, способные уверенно ездить по дорогам, существуют достаточно давно. Но прежде чем выпускать машины без водителей на улицы, нужно убедиться, что даже в самых сложных ситуациях управляемый компьютером автомобиль обеспечит не меньшую безопасность, чем живой человек.

Все остальные технические задачи уже решены. Посмотрим,

Как автомобили учились ездить самостоятельно

Chandler с радиоуправлением

Автомобиль Chandler (слева), управляемый дистанционно с помощью радио.

Следующей задачей, за которую взялись инженеры, стало обеспечение возможности держаться дороги вообще без участия человека. В отсутствие камер, лазеров и компьютеров решение нашлось в виде бесконтактных электромагнитных меток, расположенных под поверхностью дороги. Проложенные под землёй провода служили антеннами для системы управления автомобилями, которая могла определять присутствие и скорость транспортных средств, а также посылать управляющие сигналы.

Работы в этом направлении велись в США в 1950-х годах, а в 1960 году была продемонстрирована возможность управления автомобилем подобным образом. Присутствующим журналистам даже предложили проехаться на самоуправляемых автомобилях. Тогда полагали, что технология будет массово внедрена к 1975 году.

Этого не произошло, но как раз в конце семидесятых появился, как считается, первый автономный автомобиль. Он был создан в 1977 году группой инженеров из Университета Цукубы, в которую входили Садаюки Цугава (Sadayuki Tsugawa), Теруо Ятабэ (Teruo Yatabe), Такэси Хиросэ (Takeshi Hirose) и Сюнтэцу Мацумото (Shuntetsu Matsumoto). Команда под руководством Цугавы оснастила автомобиль двумя камерами, изображение с которых обрабатывалось аналоговым компьютером. Скорость автомобиля достигала 30 км/ч.

Профессор Эрнст Дикманнс.

Развитие самоуправляемых автомобилей в восьмидесятых тесно связано с именем Эрнста Дикманнса (Ernst Dickmanns), профессора Военного университета Мюнхена. Его команда создала систему, способную в режиме реального времени обрабатывать и интерпретировать информацию, поступающую с видеокамер. Производительность компьютеров того времени была совершенно не сопоставима с тем, что доступно сейчас, и для достижения результата изобретались и применялись оригинальные технические и программные решения. Например, платформа, на которой установлены камеры, совершала саккадические движения, чтобы сконцентрировать внимание на наиболее важных деталях окружающей обстановки.

VaMoRs

Прототип VaMoRs.

В 1986 году автомобиль, получивший название VaMoRs, смог передвигаться полностью самостоятельно, а в следующем году удалось добиться автономного движения со скоростью до 96 км/ч.

Интерьер VaMoRs

Интерьер прототипа VaMoRs.

Mercedes-Benz 500SEL

Самоуправляемый Mercedes-Benz 500SEL, использовавшийся в проекте Prometheus.

Осенью 1995 года состоялся ещё один масштабный тест. Автономный автомобиль совершил пробег через всю Германию — от Мюнхена до датского Оденсе и обратно. Благодаря отсутствию на германских автобанах ограничения скорости, робомобиль на отдельных участках достигал впечатляющих 175 км/ч. Средняя дистанция, которую машина проходила без перезапуска системы, составила 9 км, максимальная — 158 км. Более половины перезапусков не потребовали вмешательства человека. Автомобиль проехал самостоятельно 95% всего пути.

Последующие двадцать лет ушли на совершенствование алгоритмов. Автономные машины стали намного умнее и куда более уверенно принимают верные решения в сложных ситуациях. Но пока полностью самоуправляемые автомобили лишь готовятся к серийному производству, мы наблюдаем, как…

Компьютеры забирают работу у водителей

Mitsubishi Debonair 1992 года

Mitsubishi Debonair 1992 года. Первый серийный автомобиль с системами предупреждения об опасном сближении и о пересечении линии разметки.

Описанная технология известна как адаптивный, или автономный круиз-контроль. Её задача — поддерживать постоянную скорость на трассе, но, в отличие от обычного круиз-контроля, учитывать также дополнительные факторы, и самое главное — более медленные автомобили. Параллельно ей развивалась технология предупреждения о столкновениях. Система, препятствующая столкновениям, активна не только при включённом круиз-контроле, но и в остальных режимах движения (если водитель её не отключил принудительно), и реагирует не только на автомобили, но и на пешеходов и прочие препятствия. Её задача — смягчить последствия столкновения, если водитель по каким-то причинам не может предпринять адекватных мер.

Honda Inspire

Honda Inspire на полигоне. Демонстрация системы смягчения последствий столкновений.

Относительно недавно машины научились смотреть не только вперёд, но и по сторонам. Технология, снимающая информацию с дорожных знаков, впервые появилась на новом БМВ 7-й серии в конце 2008 года. Она умела считывать ограничения скорости и выводить актуальное значение на спидометре и проекционном дисплее. Система распознавала дорожные знаки, не только установленные на обочине, но и размещённые над дорогой.

Водителю эта технология дала не очень много — информация об ограничениях скорости есть и в электронных картах, используемых для навигации. Но карты можно использовать лишь до тех пор, пока данные об ограничениях скорости являются рекомендацией для водителя. Но если в автомобиле используется адаптивный круиз-контроль, полагаться только на карты нельзя. Они могут оказаться устаревшими — пусть даже всего на сутки — и не располагать данными о вре́менных знаках, которые сопровождают, например, дорожные работы.

Дорожные знаки на панели приборов

Пиктограммы дорожных знаков на панели приборов автомобиля BMW.

Mazda Eunos Cosmo — первый серийный автомобиль со спутниковой навигационной системой. Electro Gyrocator.

Карты для Electro Gyrocator

Система Electro Gyrocator использовала аналоговые карты местности в виде листов формата A5.

Что дальше?

Таким был путь, которым технология самоуправляемых автомобилей подошла к сегодняшнему дню. В настоящее время работу над машинами, способными ездить самостоятельно, ведут десятки автомобильных компаний, от признанных мировых лидеров до таких заводов, как ГАЗ и КамАЗ. К ним спешат присоединиться монстры IT-индустрии, желающие передела рынка.

Что происходит в этой области прямо сейчас? Какие планы у автомобильных брендов и на что надеются новые игроки? Что мешает вывести самоуправляемые автомобили на улицы немедленно, и действительно ли они безопасны? Заглянуть в будущее всегда интереснее, чем узнать прошлое. Но ответы на эти вопросы — тема отдельной статьи.

Читайте также: