Sartre: автомобильный автопилот

Sartre: автомобильный автопилот

Ездовая презентация проекта SARTRE, состоявшаяся на полигоне компании Volvo близ Гетеборга, оказалась для меня куда менее захватывающей, чем я ожидал. И я с радостью сообщил об этом принимающей стороне — ведь для инженеров Volvo не найти лучшего комплимента.

Мое олимпийское спокойствие в весьма щекотливой ситуации — целиком и полностью их заслуга. А ситуация и впрямь кому угодно пощекотала бы нервы. Впервые в жизни я сидел на водительском кресле авто, движущегося со скоростью 90 км/ч, полностью убрав ноги с педалей, отпустив руль и отвернувшись от лобового стекла. Я попивал кофе и пролистывал свежую прессу, пока автомобиль вел себя сам.

Благозвучная аббревиатура SARTRE (SAfe Road TRains for the Environment) означает безопасные и экологически дружелюбные дорожные поезда. Помимо Volvo в проекте участвуют такие компании, как Ricardo (Великобритания), IDIADA и Tecnalia (Испания), Рейнско-Вестфальский технический университет Ахена (Германия), Технический исследовательский институт Швеции и другие автомобильные гранды. Чтобы представить публике полностью работающую систему, блестяще проявившую себя не только на полигонных тестах, но и во время более чем 100-километрового автопробега по дорогам общего пользования в Испании, партнерам пришлось потратить более трех лет на разработку концепции дорожных поездов, алгоритмов взаимодействия автономных транспортных средств, написание и тестирование программного обеспечения. Однако в том, что касается железа, SARTRE — целиком и полностью технология сегодняшнего дня. Для связи между «локомотивом» и «вагонами» используется обычный Wi-Fi, а сами автомобили контролируют дорожную обстановку с помощью датчиков системы City Safety, которой оснащаются все современные Volvo.

Из двух миров

По меткому замечанию Эрика Коэлинга, технического гуру Volvo, SARTRE объединяет в себе лучшие качества двух миров — автомобильного и общественного транспорта. Ни с чем не сравнимые комфорт, мобильность и безопасность личного авто сочетаются с возможностью довериться профессиональному водителю и передать ему управление на скоростных магистралях.

Водитель управляет грузовиком во главе колонны. Информация обо всех его действиях — о каждом повороте руля и нажатии на педаль — мгновенно передается легковым автомобилям, следующим друг за другом на дистанции 4−6 м. Время прохождения сигнала столь мало, что им можно пренебречь. Передающийся сигнал Wi-Fi более мощный, чем тот, что мы используем дома, однако его мощность не является критическим фактором: автомобили могут принимать сигнал как напрямую от грузовика, так и от соседей по потоку.

Система Volvo City Safety включает видеокамеру (она следит за дорожной разметкой, габаритными огнями соседей по потоку и пешеходами), радар дальнего действия (используется для работы адаптивного круиз-контроля с автоматическим поддержанием заданной дистанции) и прецизионный лазерный сканер ближнего действия (отвечает за автоматическое торможение до полной остановки в пробках и на низких скоростях). Зная точную дистанцию до впередиидущего транспортного средства, автомобиль может рассчитать временную задержку, с которой нужно повторять все управляющие действия водителя-лидера. «Грузовик как будто разбрасывает за собой конфетки, которые подбирают легковые машины», — шутит господин Коэлинг.

На практике процесс выглядит следующим образом. Приблизившись к каравану на расстояние прямой видимости, водитель получает возможность присоединиться к колонне, нажав соответствующую кнопку на экране навигационной системы. Получив подтверждение от лидера каравана, он пристраивается в хвост колонны. Активируется радарный круиз-контроль, и автомобиль сам подходит к колонне на заданную дистанцию (4−6м). Почувствовав, что рулевое колесо поворачивается самостоятельно, можно смело передать управление машине.

Цель создателей SARTRE — обеспечение минимальной дистанции между автомобилями в колонне. Уменьшение дистанции дает целый ряд преимуществ: автомобили легче идентифицируются как колонна — значит, будет меньше желающих вклиниться между ними; малая дистанция дает экономию топлива за счет снижения аэродинамического сопротивления; чем меньше места колонна занимает на дороге, тем ниже вероятность возникновения заторов.

Поезда против пробок

Возможность переложить бремя управления машиной на чужие плечи — не единственный плюс SARTRE. В списке преимуществ системы ее создатели упоминают безопасность, экономичность, бережное отношение к окружающей среде и даже весомый вклад в борьбу с пробками. Ведущим грузовиком управляет профессиональный водитель. Он хорошо обучен, внимателен и трезв как стеклышко. Перед каждой поездкой он вставляет в картридер электронные права и проходит проверку на алкотестере, иначе двигатель грузовика не заведется. Закон, по крайней мере в Швеции, запрещает ему управлять машиной более четырех часов подряд. Так что приходится признать, что этот человек ведет автомобиль и следит за дорожной ситуацией куда лучше, чем любой из нас.

На опасность, замеченную водителем, все автомобили в караване реагируют одновременно. На полигоне нам продемонстрировали экстренное торможение со скорости 90 км/ч до полной остановки при четырехметровой дистанции между авто. Со стороны это выглядело так, как будто машины движутся на жесткой сцепке: на протяжении всего замедления дистанция между ними оставалась неизменной.

Даже между собой создатели SARTRE пока не могут прийти к согласию, что именно можно делать за рулем дистанционно управляемого автомобиля и чего нельзя. Наиболее яркий пример — сон. Как быстро разбудить спящего водителя, если срочно понадобится его вмешательство, и как не дать ему заснуть, если сон признать недопустимым?

Каждый из ведомых автомобилей способен самостоятельно инициировать экстренное торможение и остановить все машины, следующие за ним. Это необходимо в маловероятном случае возникновения препятствия между участниками каравана, будь то выбежавшее на дорогу животное или не в меру активно перестраивающийся мотоциклист. Препятствие обнаруживается с помощью камеры или лазерного дальномера, которые входят в систему City Safety. После того как опасность миновала, дистанция между машинами автоматически увеличивается, и караван плавно расформировывается. Разумеется, водители ведомых автомобилей заранее получают предупреждение о необходимости взять управление на себя.

Тормозная динамика грузовика уступает динамике легковушек, поэтому ведомые автомобили с легкостью повторяют маневры лидера. Безопасность — это одна из причин, по которым во главе каравана находится именно грузовик. Другая причина — экология и экономия топлива. Ведомые автомобили движутся в воздушном мешке большого лидера. Он берет на себя значительную часть сопротивления воздуха, на преодоление которого при движении по шоссе расходуется до 90% топлива.

Кроме того, большую часть времени автомобили в караване движутся в режиме круиз-контроля. Автомат способен поддерживать скорость более плавно, чем человек, избегая лишних разгонов и торможений. В результате общая экономия топлива достигает 10−20%.

Наконец, двигаясь на предельно малой дистанции, автомобили занимают меньше места на дороге. При большом количестве автопоездов это может уменьшить вероятность возникновения пробок.

Водитель головного грузовика дает каждому участнику разрешение присоединиться к колонне. Он может регулировать численность автомобилей в караване в соответствии с дорожной обстановкой. Возможность общения участников каравана с водителем по голосовой связи пока находится в стадии обсуждения.

Вопросы без ответов

Несмотря на то что автопоезд SARTRE блестяще проявил себя на полигоне и на дорожных тестах в Испании, пока система вызывает довольно много вопросов. Может ли караван перестраиваться, и если да, то в каком порядке: последовательно с «носа» до «хвоста», с «хвоста» до «носа» или все автомобили одновременно? Устанавливать ли голосовую связь с лидером и как сделать так, чтобы водители ведомых автомобилей не отвлекали его, но могли чувствовать присутствие профессионала и были спокойны? Разрешать ли водителю спать «на автопилоте», и как быстро разбудить его при необходимости? Как поведет себя техника в условиях непогоды и сильных радиопомех? Наконец, кто понесет ответственность за ДТП с участием ведомого транспортного средства?

Алгоритмы управления ведомыми автомобилями также содержат потенциал для доработки. Пока что легковушки лишь повторяют все управляющие действия водителя грузовика. В идеале, зная траекторию движения лидера и имея достаточно времени и вычислительной мощности для перерасчета линии движения, ведомые машины могли бы выполнять маневры более качественно. К примеру, пройти поворот можно в одно движение руля, как по рельсам, вместо того чтобы повторять все «подруливания» водителя-лидера.


Школа роботов

Существует классификация автомобилей по степени автоматизации. Первый тип — это автомобиль, полностью управляемый водителем, к каким привыкли наши отцы и деды. Автомобили второго типа берут на себя некоторые функции водителя, но не освобождают его от управления ни на секунду. Типичный пример авто второго типа — машина с адаптивным круиз-контролем, которая берет на себя управление скоростью движения и позволяет убрать ноги с педалей.

SARTRE — это пример системы третьего типа, которая полностью берет на себя управление транспортным средством на определенные ограниченные периоды времени. Такие функции кажутся удивительными для мира автомобилей, однако автопилот в самолете давно считается обычным делом. Машина четвертого типа полностью возьмет управление движением на себя, как будущий беспилотный автомобиль Google.


Оптимизированные траектории могли бы дать дополнительную экономию топлива и повышенный комфорт для пассажиров. Правда, и ныне существующая версия системы дает достаточный комфорт и чувство уверенности, чтобы можно было легко расслабиться и довериться автоматическому управлению.

Важнейшее направление для дальнейших разработок — пользовательский интерфейс и инфраструктура SARTRE, которая должна напоминать общественный транспорт. В идеале все выглядит следующим образом. Указав предполагаемый маршрут движения на сайте, водитель получает расписание автопоездов, которые могут быть ему полезны. Там же можно приобрести билет — ведь работа лидера должна быть оплачена — и забронировать место в караване.

Выехав на дорогу, водитель видит ближайшие автопоезда на навигационной системе, которая помогает добраться до нужного каравана. При присоединении к колонне и выходе из нее плата списывается автоматически. Оплачивается только фактическое расстояние, которое водитель преодолел в составе каравана.

Инженеры Volvo наотрез отказываются называть даже примерные сроки появления машин с автопилотом в продаже, несмотря на то что технология SARTRE демонстрирует впечатляющие результаты на полигонных и дорожных испытаниях. В качестве главного препятствия называются юридические сложности.

Конечно, движение на кратчайшей дистанции вслед за грузовиком может ухудшить обзорность, пусть даже любоваться окрестностями на «автопилоте» можно исключительно в эстетических целях. Чтобы решить проблему, разработчики планируют транслировать изображение с видеокамеры, расположенной на лобовом стекле грузовика, на экраны всех ведомых автомобилей.

Опережая закон

На полигонном тесте SARTRE проявил себя настолько надежно, что я с легкостью доверился бы системе на дороге уже сегодня. Однако, к сожалению, даже примерно очертить временные перспективы появления SARTRE в продаже на сегодняшний день невозможно. Причина тому — абсолютная неготовность европейской правовой системы к появлению автоматического автомобильного транспорта.

Дорожное движение в европейских странах регулируется Венской конвенцией, принятой в 1968 году, когда беспилотный автомобиль можно было встретить разве что в фантастическом рассказе. Конвенция задает минимальную временную дистанцию движения, равную одной секунде, что на скорости 90 км/ч соответствует 25 м. Документ требует, чтобы водитель постоянно контролировал дорожную ситуацию. По словам Андерса Югенссона, ответственного за юридическую сторону проекта SARTRE, разные страны трактуют это требование по‑своему. Либеральные Швеция и Испания подразумевают, что водитель должен быть готов в любой момент принять управление, а консервативные Германия и Россия убеждены, что человек обязан постоянно смотреть на дорогу и держаться за руль.

Так или иначе, согласно исследованиям, около половины водителей хотели бы приобрести машину с автопилотом. «Когда-то автомобиль считался символом свободы, — говорит президент Volvo Car Corporation Стефан Джейкоби, — теперь же свобода — это возможность всегда быть на связи. И по иронии судьбы сегодня именно автомобиль остается одним из немногих мест, в котором онлайн-свобода ограничена. Мы близки к тому, чтобы это исправить».

Статья «Мирный сон за рулем» опубликована в журнале «Популярная механика» (№12, Декабрь 2012).
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.