28 ноября 2018
Петербургская компания сделала беспилотный автомобиль, который проехал 2500 км до Казани. Как машина может ехать без помощи водителя и сколько стоила разработка

В октябре российский беспилотный автомобиль «СтарЛайн» проехал 2,5 тысячи километров из Петербурга в Казань, путь занял 10 дней. Разработало беспилотник петербургское научно-производственное объединение «СтарЛайн». Такие испытания скоро должны стать регулярными — с 1 декабря на дорогах Москвы и Татарстана начнется масштабный эксперимент по тестированию беспилотных машин.

Сколько стоила разработка, как беспилотный автомобиль может проехать по проселочным дорогам без разметки и смогут ли беспилотники заменить обычные машины? «Бумага» поговорила с руководителем проекта по разработке беспилотного автомобиля «СтарЛайн» Борисом Ивановым.

— Когда и как появился проект вашего беспилотного автомобиля?

— Наша компания (предприятие специализируется на автомобильных охранных системах — прим. «Бумаги») занимается в том числе популяризацией науки, и создание беспилотного автомобиля — это продолжение именно этого направления. Сейчас мы не преследуем никакой коммерческой цели, это чисто научный эксперимент. В том числе поэтому мы открыты и делимся своими наработками со всеми заинтересованными.

Идея проекта появилась осенью 2016 года. После этого мы достаточно долго, до сентября 2017 года, изучали тему и выбирали автомобиль, который нужен для работы. Для нас автомобиль — это платформа, на которой мы тестируем разработанные нами алгоритмы.

В итоге мы выбрали автомобиль Skoda, так как нам нужно было, чтобы в машине был определенный набор систем — система удержания в полосе, система автоматической парковки и система адаптивного круиз-контроля, что необходимо для плавного торможения. Чтобы сделать беспилотник, было необходимо, чтобы рулевое управление автомобиля воспринимало сигналы извне.

— Какое оборудование вы добавили в машину?

— Для начала мы изучили то, что уже было в автомобиле, и стали использовать это оборудование. Мы собираем данные со всех уже имеющихся датчиков. Например, учитываем скорость вращения каждого колеса, сигналы штатного радара и так далее.

Дополнительное оборудование помогает нам решить две основные задачи — локализацию, чтобы мы понимали, где точно находится машина, и восприятие окружающей среды, чтобы можно было замечать препятствия, прогнозировать траектории движения объектов и так далее.

Набор этого оборудования постоянно меняется и обновляется. Среди прочего, мы используем для локализации высокоточный спутниковый приемник. Этот датчик дает точность вплоть до сантиметров, но когда машина въезжает в высокоэтажную застройку или тоннель, начинаются проблемы с восприятием сигнала. Поэтому мы добавляем другие системы — акселерометр, камеры, лидары (приборы для получения информации об удаленных объектах с помощью оптики — прим. «Бумаги») и так далее. Все данные мы учитываем, чтобы получить систему, которая сможет определить местоположение автомобиля в любой ситуации.

И машина, и оборудование, которое мы используем, — не нашего производства. Мы отвечаем за алгоритмы и подбор оборудования. Это тонкий момент, потому что, например, лидары хорошо видят статические цели, но имеют проблемы в условиях дождя и снега. Радары же великолепно работают в дождь и снег, но плохо обрабатывают статические цели.

— Когда начались первые испытания машины?

— В сентябре 2017 года мы ее приобрели, а в январе 2018-го она уже начала ездить по полигону. В мае автомобиль проехал по Крымскому мосту в рамках испытаний, на которые нас пригласили Минтранс и Росавтодор.

— Сколько компания потратила на разработку?

— Если говорить только о покупке машины и оборудования, то около 5 млн рублей. Затраты команды оценить сложно, но если работать над проектом я начинал в одиночку, то сейчас нас девять человек — роботехники, специалисты по компьютерному зрению и так далее. Плюс мы постоянно подключаем сторонних специалистов и ученых.

— Крымский мост — это сложная трасса для беспилотника?

— Задача не была экстремально сложной, но для себя мы вынесли много интересного. Например, именно там мы реально столкнулись с пропаданием сигнала, когда проезжали под мостом, и поняли, что алгоритмы нужно дорабатывать. Плюс там мы смогли проехать со скоростью 40 км/ч, на полигонах мы так разогнаться не могли.

— Как машина проехала из Петербурга в Казань?

— Сейчас у нас есть два режима работы, которые мы пока не объединили. Первый работает, когда мы движемся по дороге с хорошей разметкой. В этом случае нам достаточно камеры, которая держит машину в полосе. Второй режим мы используем, когда сталкиваемся с дорогой без разметки, например, когда в городе ее занесло снегом. В этом случае мы используем системы локализации и высокоточную карту. Нам становится всё равно, есть ли разметка в реальности или нет, главное, чтобы она была на карте. Соответственно разные этапы пути из Петербурга в Казань мы преодолевали с помощью разных режимов.

На протяжении всего пути в машине находился оператор, который перехватывал управление в сложных ситуациях — например, когда мы подъезжали к перекрестку в режиме движения по разметке, но разметка уводила нас на поворот, а нам нужно было двигаться прямо. Соответственно приходилось брать управление, ставить машину в нужный ряд, а дальше она ехала сама. Но в целом наша машина может ехать и по городу.

Примерно 50 % времени автомобиль двигался сам. Но у нас и не было цели показать 99 % времени в беспилотном режиме — это была рабочая поездка, во время которой мы тестировали машину в различных ситуациях.

— Как всё это регулировалось с точки зрения правил дорожного движения?

— Никак. Ведь у нас был человек в автомобиле, который был готов в любой момент перехватить управление. Это вполне законно. Сейчас в России нет проблем с беспилотниками с этой точки зрения.

— Как машина справлялась не на трассах, а на плохих дорогах в провинции, где разметки, возможно, вообще никогда не было?

— Машина двигалась по карте от одной точки к другой. Схема примерно такая же, как в обычном навигаторе, но точки встречаются намного чаще, а их координаты гораздо точнее. Плюс работают наши системы локализации. При таком подходе и нашей скорости в 50 км/ч нам в принципе нет разницы по какой дороге ехать. А быстрее мы пока не ездим, технология не на том этапе.

— Если с локализацией машины на дороге более-менее понятно, то как прогнозируется поведение других объектов? Например, пешеходов или других машин.

— В этой части работы мы находимся на начальном этапе и сейчас для нашей команды это самая сложная область.

Естественно, наша машина замечает препятствия, классифицирует их, а дальше действует исходя из заложенного в нее сценария. Пока у нас есть только базовые сценарии. Например, если видим пешехода на дороге, то останавливаемся и ждем, пока он уйдет. Если же видим какой-нибудь бетонный блок, то объезжаем.

Здесь еще много всего предстоит сделать. Например, когда мы увеличим скорость движения, нам нужно будет обращать внимание на пешеходов, которые находятся на тротуаре. Понимать, будут они переходить или нет. Ведь при высокой скорости нам может просто не хватить тормозного пути.

Кроме того, сейчас наша машина еще не умеет идеально реагировать на ситуации, когда другой участник движения вдруг начинает вести себя неадекватно и резко перекрещивает траектории. Над этим тоже нужно будет работать.

— Как те же пешеходы реагировали на появление беспилотника на дороге?

— Часто подходили сфотографироваться. Многие водители, которые ехали параллельно, снимали прямо во время движения. В городах мы устраивали для местных жителей тест-драйвы. Некоторые боялись, особенно если видели беспилотник впервые.

— Были ли опасные ситуации на дороге?

— Нет, я бы не сказал, что было что-то опасное. Гораздо более опасные ситуации бывают, когда я сам за рулем. Вообще, с появлением беспилотников станет только безопаснее — машина никогда не будет вести себя настолько неадекватно, как порой ведут себя водители.

— Не может быть такого, что в машине произошел какой-то сбой, и она врезалась в столб?

— В принципе, в мире всё возможно, но системы подобраны и скомбинированы так, чтобы эту возможность максимально исключить. Например, если столба нет на нашей карте, то у нас есть камера, которая увидит этот столб. Наверно, такое возможно только если разом выйдут из строя все системы. Но вероятность этого крайне мала.

— А что будет, если беспилотная машина попадет в ситуацию, когда будет необходимо сбить пешехода? Например, чтобы избежать аварии, в которой погиб бы ее пассажир.

— Я не готов ответить на этот вопрос. Главный наш закон — следовать ПДД.

— Всего у беспилотных машин выделяют пять уровней автономности. На каком из них находится ваша и чем они отличаются?

— СМИ пишут, что у нас третий уровень, но я оцениваю консервативно. Скорее, у нас 2+. Второй уровень отличается тем, что в автомобиле совместно работают две системы управления. Например, серийный автомобиль с системой удержания в полосе и адаптивным круиз-контролем уже имеет второй уровень. Третий уровень — это уже автоматизация определенных сценариев. Например, в машину заложен сценарий движения по автостраде, а вам до нее нужно только добраться. Кроме того, при третьем уровне водитель должен быть всегда готов быстро перехватить управление при сложной дорожной ситуации.

Четвертый уровень отличается тем, что в сложной ситуации машина предложит перехватить управление, но от этого можно отказаться, и она сама переведет себя в безопасное положение. Например, просто остановится. Пятый уровень автономности — это когда машина может сама проехать везде, где может проехать человек. При этом водитель должен находиться внутри до четвертого уровня включительно.

У нас же сейчас такая ситуация, что в некоторых областях мы ушли чуть ли не на четвертый уровень, но в других топчемся на втором.

— На каком уровне находятся самые технологичные беспилотные машины?

— Audi заявила, что в 2019 году выпустит серийный автомобиль третьего уровня автономности. BMW, Intel и MobilEye сейчас разрабатывают платформу четвертого уровня. Tesla это уровень 2+, при некоторых сценариях движения можно натянуть оценку до третьего уровня.

— До какого уровня вы хотите довести свою разработку?

— До пятого, конечно. Думаю, это задача примерно на три года. Кроме того, параллельно с нашим проектом мы купили вторую машину, Lexus. Ей будет заниматься не наша команда, а желающие со стороны. Сейчас очень много энтузиастов и разработчиков, которые хотят поработать с беспилотниками, но по понятным причинам не могут купить себе автомобиль и кучу оборудования. Они смогут воспользоваться нашим. Результаты работы будут в открытом доступе.

— Какие-то еще путешествия по России вы планируете?

— Пока нет. Из ближайших планов у нас конкурс «Зимний город». Это соревнования для беспилотников, где основная задача проехать 50 км в условиях зимнего города менее чем за три часа. При этом на полигоне будут имитировать пешеходов, другие автомобили, препятствия и так далее, а двигаться нужно будет в плохих дорожных условиях. Там очень приближенные к жизни задачи — например, следование в пробке или движение, когда другая машина нарушает ПДД. Квалификация конкурса пройдет в феврале и марте, а финал следующей зимой.

— Плохая погода сильно усложняет движение беспилотников?

— Да. И даже не в плане заносов. Страдает техника. Например, лидары, которые сейчас все применяют, просто не будут работать при температуре ниже –10 градусов. Сейчас мы над этим работаем.

— В России вообще много кто занимается беспилотными автомобилями?

— В этом конкурсе больше 25 участников, но среди крупных разработчиков в России можно отметить КамАЗ, «Яндекс», ФГУП НАМИ, Московский автодорожный институт и «Когнитивные технологии».

Лидером, наверно, является «Яндекс». Они — молодцы, у них большая компания и понятный бизнес-кейс с автоматизацией такси. Мы с ними общаемся, но сами они мало рассказывают о своих технологиях.

— А где вы планируете применять свои технологии?

— Пока не знаем. Приложений может быть очень много. Например, КамАЗ занимается беспилотной перевозкой деталей на производстве.

Лично мне нравится вариант с грузоперевозками. Для индустрии было бы круто их автоматизировать. Там ведь даже большие скорости не нужны. Пусть они едут 50–60 км/ч, но круглосуточно и без перерывов. В итоге это получится быстрее. Или можно использовать схему, когда фуры выстраиваются паровозиком, но водитель находится только в первой из них.

Если говорить о личном транспорте, то достаточно скоро автомобили смогут связываться друг с другом.  Например, вы едете на машине с частичной автоматизацией в Москву. Автомобиль замечает, что впереди вас также едет машина, направляющаяся в Москву, и говорит вам, что он сможет сам доехать, а вы можете поспать. Подобных приложений может быть очень много.

— В России для внедрения беспилотников разработан государственный проект «Караван», который как раз предполагает автоматизацию движения грузовиков. Насколько это реалистичный проект?

— Это хороший проект, и Росавтодор реально работает над ним. Там есть люди, которые болеют за беспилотные автомобили. В целом у них есть идея сделать транспортный коридор для беспилотников из Финляндии через Москву и Петербург в Казань и Китай.

— Когда беспилотные фуры плотно войдут в российскую жизнь?

— Все эксперты сейчас сходятся, что это произойдет к 2025 году.

— Если крупные компании явно смогут себе позволить беспилотники, то не будут ли беспилотники слишком дорогими для обычных людей?

— Всё равно к этому всё придет. Понятно, что человек не будет покупать машину в три раза дороже просто потому, что она может ездить сама. Но технологии дойдут до того уровня, что такие машины станут доступны.

— Какие плюсы и минусы мы получим, когда на дорогах большинство машин будет беспилотными?

— Основной плюс — рост безопасности на дорогах. Если на дорогах будут одни беспилотники, количество ДТП упадет практически до нуля, потому что не будет водителей, которые будут ошибаться или вести себя неадекватно. Второй плюс — удобство. Вам больше не нужно будет управлять автомобилем, можно будет заняться своими делами в дороге. Третий — экономия средств. Сейчас люди покупают автомобиль, но используют его только 5–7 % времени. В будущем вам либо не нужно будет покупать автомобиль, либо всё же купить, но пока вы будете на работе, он сможет тоже работать и развозить других людей.

Из минусов я вижу только то, что людям, которые сейчас работают водителями, нужно будет менять профессию и заниматься чем-то более полезным обществу.

Если вы нашли опечатку, пожалуйста, сообщите нам. Выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl + Enter.

НОВОСТИ

все новости

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.