Карты для беспилотных автомобилей: как это сделано в России

Карты для беспилотных автомобилей: как это сделано в России

Совсем скоро в личном автомобиле можно будет полистать журнал вместо того, чтобы следить за дорогой. А чтобы это стало возможным, города должны перестроить под водителей-роботов огромную инфраструктуру. Москва уже готовится принять беспилотники. путь к этому начался еще четыре года назад как всякий путь — с карты. В Москве над самой подробной в истории картой организации дорожного движения работает команда МосгортрансНИИпроекта во главе с Александром Поляковым.

В развитых странах беспилотники захватят дороги лет через десять, максимум пятнадцать; в этой оценке сходятся визионеры самого разного толка. Уже сейчас понятно, какие изменения повлечет за собой пришествие беспилотного транспорта: количество жертв ДТП резко снизится, а таксистам придется искать себе новую работу. Меньше говорится о том, что нужно сделать, чтобы это пришествие состоялось. Нужны, конечно, технологии, и о них мы читаем в новостях: компании (Uber, Google, General Motors и сотни стартапов, в России — «Яндекс», НАМИ, «КамАЗ») совершенствуют софт, управляющий движением, и учат машины «видеть» с помощью камер, алгоритмов распознавания образов и лазерных сенсоров — лидаров. Гораздо меньше разговоров о выполнении другой монументальной задачи — создании дорожных карт, достаточно подробных, чтобы ими могли пользоваться беспилотные автомобили. А между тем без таких карт выпускать эти машины на дороги нельзя.

Нечеловеческая карта

Необходимость создания подробных электронных карт для беспилотного транспорта была очевидна сама по себе, но окончательно ее подтвердил инцидент с Tesla Model S в 2015 году, в котором погиб пассажир автопилота. Тогда из-за очень яркого солнца и чистого неба камера беспилотной машины не заметила белый тягач с прицепом; специалисты Tesla полагают, что компьютер принял тягач за надземный переход. Будь компьютер связан с картой, он «понял» бы, что никакого перехода нет, а значит, данные камеры нужно интерпретировать иначе. Вывод из трагедии сделали следующий: нельзя полностью полагаться на машинное зрение: все, что можно, лучше внести в компьютер заранее. В самом деле: дорожный знак может бликовать на солнце, упасть или испачкаться, его может заслонить пешеход, разметка часто стирается, секция светофора бывает разбита, поэтому данные о действующих на дороге ограничениях и инфраструктурных объектах лучше сразу поместить в мозг машины.

Московские ученые уже вовсю разрабатывают такую карту. Дело в том, что полной карты дорожной инфраструктуры Москвы не существовало до 2014 года. Были карты спутниковые, туристические и карты Генштаба, но карты дорог, разметки, светофоров и дорожных знаков столицы были бумажными. В границах «старой Москвы» разработали схему транспортных объектов — КСОДД (комплексная схема организации дорожного движения), и в ней есть почти все: знаки и зоны их действия, направление движения, расстановка светофоров. Пока не хватает малых архитектурных форм (а также клумб, памятников, заборчиков) — их нанесут позже.

Динамическая модель Московского транспортного узла позволяет в режиме реального времени отслеживать ДТП, скорость и интенсивность транспортных потоков, перемещение наземного пассажирского транспорта.

Создание такой карты — задача более сложная, чем картирование дорог и зданий по спутниковым снимкам, поскольку деталей больше, а точность должна быть выше: ошибка чуть больше полуметра в описании зоны действия знака уже критична. Масштабы тоже огромны: в Москве порядка 5000 км дорог — это расстояние до Тибета, если двигаться на восток, или до Канар, если на запад, — и все их нужно будет перевести в цифру. А к 2019 году КСОДДы должны появиться в каждом городе и селе.

В Москве пошли дальше и внесли в цифровую базу местоположение каждого элемента улично-дорожной сети. Именно такая электронная КСОДД может стать платформой для беспилотного транспорта.


Зарубежный опыт

На Западе каждая частная компания, инвестирующая в беспилотники, создает подробные карты своими силами. Waymo, бывшее подразделение Google, возит по улицам Сан-Франциско автомобили с лидарами, которые сканируют все вокруг и собирают данные в большую 3D-карту города. Стартап Mapper использует вместо дорогих лидаров комплексы датчиков себестоимостью около 350 долл. и платит частным лицам за время, проведенное в неспешных (не быстрее 48 км/ч) прогулках по городу, во время которых карта Mapper дополняется и обновляется. Создатели стартапа планируют продавать свою карту производителям беспилотных машин. Перед транспортным комплексом Москвы стоит иная задача — сделать транспорт удобным и безопасным, поэтому уже сейчас большой массив данных открыт для пользователей. Например, бесплатно передается информация о местоположении и скорости движения наземного пассажирского транспорта для навигационных систем, таких как «Яндекс». Время задержек в пути регулярно передается на радио «Москва FM», а карта, отображающая загруженность города, транслируется на телеканале «Москва 24».


Моделирование для безопасного города

КСОДД не только отражает существующую дорожную инфраструктуру, но и используется как база данных для моделирования транспортных ситуаций. К примеру, можно оценить, как изменится связность в районе, если одну из улиц сделать односторонней; как скажется на трафике строительство высотного дома, установка или снос светофора. Благодаря КСОДД в Москве за последние три года на тысяче улиц положили недостающие «лежачие полицейские», добавили карманы и съезды, перенаправили транспортные потоки в проблемных зонах, переставили знаки. Но главной задачей создания картографической платформы было повышение безопасности: по сравнению с 2014 годом число ДТП уменьшилось почти вдвое — на 46%. Это стало возможным благодаря внедрению интеллектуальной транспортной системы, камер, платных парковок. По информации ГИБДД, в Стратегии безопасности РФ установлен социальный риск — 13 погибших на сто тысяч населения к 2024 году. В столице этот показатель составил 4 погибших на сто тысяч. Москва стала самым безопасным городом, уступив Петербургу непочетное лидерство по числу наездов на пешеходов и детскому травматизму.

Безопасность, красота и футурология

Как появление беспилотников изменит жизнь москвичей? Когда беспилотный транспорт станет частью городской среды, на улицах станет меньше знаков движения. Идея понятна: броские знаки делались для водителей-людей. Беспилотнику они ни к чему: все заложено в программе. Но кроме эстетических преимуществ отсутствие дорожных знаков имеет и технические. Сейчас программисты оттачивают машинное зрение, обучая алгоритмы распознавать знаки ночью, в ветвях деревьев и в снегу. В городе, транспортная сеть которого полностью перенесена в КСОДД, беспилотник может не тратить вычислительную мощность процессора на распознавание знаков, сосредоточившись на том, что действительно важно, то есть на остальных участниках дорожного движения, в первую очередь на пешеходах.

Будущее уже не за горами: с 1 января 2017 года все новые автомобили, продаваемые в России, должны быть оснащены датчиком ГЛОНАСС. В теории геолокация и связь с КСОДД в сумме дают практически всемогущего «спутникового оператора», который наблюдает за поведением водителя и соотносит его местоположение и характер движения с действующими на месте ПДД. Если спутник фиксирует, что машина движется с превышением скорости или останавливается в неположенном месте, то система может вывести на экран навигатора предупреждение, «наябедничать» в ГИБДД, оповестить других водителей и (или) автоматически списать со счета хозяина автомобиля штраф. Все это повысит безопасность и комфорт перемещения, а значит, и качество жизни.

Всезнающие и всевидящие системы управления дорожным движением — это не фантастика. Интеграция КСОДД с ГЛОНАСС уже применяется внутри транспортного комплекса правительства Москвы. Так работают эвакуаторы, машины Центра организации дорожного движения и общественный транспорт. Благодаря этому автобусы точнее следуют расписанию и приходят без опозданий. Совсем скоро, выходя из дома, можно будет выбирать: сесть в свою машину, предпочесть каршеринг и не задумываться о парковке, поехать на общественном транспорте или стать пассажиром беспилотника. Осталось немного подождать, и технологиями будущего, созданными московскими учеными, сможет воспользоваться каждый.

Статья «Карта для беспилотника» опубликована в журнале «Популярная механика» (№6, Июнь 2018).
Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.