Как работают беспилотные автомобили

Беспилотники на земле

Вопреки распространённому мнению, военные дроны-беспилотники не являются в полном смысле «беспилотными». В этих летательных аппаратах не присутствует экипаж, но, тем не менее, дрон пилотируется человеком, который сидит в центре управления перед монитором и передаёт команды на управление дистанционно, с помощью джойстиков и манипуляторов. В каком-то смысле это похоже на компьютерную игру.

По сравнению с военными дронами, требующими человеческого контроля, беспилотные автомобили сделали большой шаг вперёд - в полностью роботизированное будущее. Большие фуры, автоматически следующие междугороднему маршруту, миниатюрные тележки, послушно везущие груз с чемоданами из аэропорта к такси, и даже самостоятельные школьные автобусы, мирно доставляющие детей прямо к дверям дома. Звучит всё это, как сцены из научно-фантастического фильма, но подобные технологии тестируются уже сегодня. Как же это работает?

Как устроены беспилотные автомобили

На базовом уровне беспилотный автомобиль ничем не отличается от автомобиля обычного - всё те же четыре колеса и двигатель с прочей начинкой. Главным отличием является то, что делает автомобиль «роботизированным» - электронные «мозги», воспринимающие внешний мир при помощи сенсоров, обрабатывающие полученную информацию и передающие команды к органам управления согласно внутренним алгоритмам. Сенсоров используется множество:

  • радарная эхолокация.
  • лазерные сенсоры.
  • GPS-навигация для определения местоположения автомобиля.
  • датчики одометрии, оценивающие и отслеживающие передвижения.
  • технологии компьютерного зрения, позволяющие вычислительной технике анализировать прямой видеосигнал.

На этом моменте многие задаются вопросом: «Как можно доверять подобным сенсорам, если мой телефон не может правильно установить фокус камеры на моём лице, захватывая либо ухо, либо фикус за моей спиной?». Действительно, когда-то компьютерный анализ живого мира вокруг нас был большой проблемой. Самые первые образцы беспилотных автомобилей использовали для ориентации в пространстве стороннюю помощь, например, магнитные ленты на обочинах дороги или специальные яркие изображения, резко отличающиеся от окружающего мира. Подобные костыли делали автомобиль автоматическим, но не автономным, а потому его нельзя было назвать в полной мере беспилотным.

Если вам нужно что-то погрузить, перевезти и разгрузить, то вы можете арендовать манипулятор недорого.

В последнее время в сфере компьютерного восприятия и обработки информации произошёл невероятный прогресс. Помимо прямой обработки геометрических форм или статистического анализа баз данных, благодаря буму развития исследований в области искусственного интеллекта и нейросетей начали использоваться технологии распознавания образов на основе машинного самообучения. Когда-то компьютер не мог отличить сидящую на дереве сову от ветки, теперь же он делает это лучше, чем человек, ведь это умение проистекает из анализа сотен тысяч изображений сов и веток.

В итоге современный беспилотный автомобиль представляет из себя систему, которая получает данные от встроенных в автомобиль сенсоров, сопоставляет их с сохранённой в памяти картой местности, постоянно корректируя данные благодаря GPS-навигации, добавляет к этому информацию, полученную от других участников движения, в том числе других беспилотных автомобилей, сигналы которых создают настоящую информационную сеть - и на основе всего этого массива информации нейросеть выносит рекомендации по управлению автомобилем или прямые приказы органам управления.

Виды беспилотных автомобилей

В данный момент существует официальная классификация роботизированных автомобилей по их уровню самостоятельности. Основой для классификации служит уровень необходимого внимания и вмешательства со стороны водителя.

  • Нулевой уровень: система управления может выдавать рекомендации и предупреждения, а также вмешиваться в экстренных ситуациях, но постоянного контроля над автомобилем не имеет.
  • Первый уровень: водитель и электронный помощник контролируют автомобиль совместно. Характерным примером такого совместного вождения является система помощи при парковке, или круиз-контроль, где система может контролировать скорость, а водитель только управление, или наоборот.
  • Второй уровень: автоматическая система имеет полный контроль над автомобилем, но при этом необходимо полное внимание водителя, готового вмешаться в любой момент. Данный уровень является переходной формой, так как не имеет никаких преимуществ - от водителя всё ещё требуется быть бдительным и готовым действовать, а руки необходимо держать на руле.
  • Третий уровень: компьютер полностью управляет автомобилем, включая экстренные ситуации. Присутствие водителя всё же требуется, но он может заниматься своими делами - например, читать книгу или смотреть фильм. Вмешательство человека подразумевается только в исключительно странных случаях, не поддающихся компьютерному анализу. Этот уровень используется уже сейчас в режиме «вождения в городской пробке» - самой распространённой ситуации, в которой человеку хотелось бы заняться не вождением, а чем-то другим.
  • Четвёртый уровень: развитие третьего уровня, когда водитель может не просто отвлечься, но и даже лечь спать. Компьютерное управление само не только будет следовать своему маршруту, но и правильно припаркует автомобиль в случае внештатной ситуации.
  • Пятый уровень: тот самый уровень научной фантастики, святой грааль робототехники - полностью автономный автомобиль, в котором нет не только руля, но и кабины как таковой.
Присоединяйтесь к нам в Twitter, ВКонтакте, Facebook и Google+, а также вступайте в наш чат в Telegram, чтобы не пропустить новые уроки и быть в курсе последних новостей из мира веб-разработки.
Читайте также
Комментарии