Как это работает: беспилотный автомобиль Google

Беспилотный автомобиль, который часто называют также самоуправляемым автомобилем, роботизированным автомобилем, автономным автомобилем, автомобилем с автопилотом, автоматически управляемым автомобилем является роботизированной системой, которая появится на дорогах общего пользования уже в самом ближайшем будущем. На сегодняшний день, практически все крупнейшие автопроизводители заявили о проведении дорожных испытаний своих автоматизированных версий машин. Одним из самых успешных, и пожалуй, продвинутых в технологическом плане является проект компании Google. И о некоторых моментах его технической реализации я бы хотел сегодня рассказать.

Беспилотный автомобиль Google - это проект компании Google, который включает в себя разработку технологии, позволяющей сделать полностью автономный автомобиль. Программное обеспечение, которое Google использует для автоматизации своего автомобиля известно под названием «Google Chauffeur». Компания Google не стала делать собственный автомобиль,  а, сосредоточившись на основной задаче, установила необходимое оборудование на обычные автомобили, выпускающиеся массово. Этот проект в настоящее время возглавляет инженер Google Sebastian Thurin (который, кстати, является директором Stanford Artificial Intelligence Laboratory и соавтором Google Street View — просмотр улиц) под эгидой Google X. Google X — это секретное подразделение компании, занимающееся наиболее перспективными технологиями. В их числе беспилотный автомобиль, очки дополненной реальности, обучаемая нейронная сеть, которая использует распознавание речи и образов по видео ряду, Интернет вещей (пока еще несколько режущее слух словосочетание, это когда, например, ваши бытовые приборы и системы взаимодействуют друг с другом и «вещами» — продуктами, лекарствами и прочим, оснащенными RFID-метками и самостоятельно обеспечивают автоматическое выполнение процессов).

Карты и Просмотр улиц Google

Эти два сервиса тесно связаны один с другим.

Карты Google предлагает удобную и дружественную пользователю технологию для построения карт и получения локальной информации, в том числе о расположении какого-либо объекта, возможно, контактную информацию и путь, как к нему проехать.

Просмотр улиц Google быстро развивается, предоставляя изображения на уровне улиц целых городов по всему миру. Количество и плотность гео-позиционируемых изображений делает этот сервис действительно беспрецедентным. Пользователь в Просмотре улиц может бродить по улицам города, что дает широкий спектр применений, таких как изучение окрестностей, или поиск конкретных элементов, таких как велосипедные стоянки или почтовые ящики (последнее актуально для США).

Испытания беспилотных автомобилей

Google оснастила группу из десяти автомобилей, включая три гибридных Lexus RX450h, одну Audi TT и шесть Toyota Prius дополнительным технологическим оборудованием. Выбор этих моделей серийных автомобилей был не случаен. Рассматривались машины с изначально высокой степенью интеграции электронных систем управления.

Была проведена серия испытаний с экспертом-водителем, который сидел на водительском сидении и инженерами Google на пассажирских сидениях. Испытания проводились в местах с различным ландшафтом и интенсивностью автомобильного движения на территории США.

Ограничения скоростных режимов были сохранены в памяти систем управления и в случае нештатной ситуации всегда была возможность перейти на ручное управление автомобилем. В августе 2012 года, Google объявила, что завершено полмиллиона миль дорожных испытаний. По состоянию на декабрь 2013 года, четыре штата в США — Калифорния, Флорида, Невада и Мичиган, приняли законы, позволяющие использование самоуправляемых автомобилей.

Подробности от создателей робота

Детали работы автоматизированной системы Google были представлены на IEEE International Conference on Intelligent Robots (San Francisco, 2011)

Вот визуализация того, что видно на экране компьютера бортовой системы Toyota Prius.

Видео, на котором подобное показано в динамике на Lexus RX450h.

А вот оригинальное видео с International Conference on Intelligent Robots. Некоторые моменты действительно впечатляют.

Глядя на презентацию, мне кажется, что эта технология действительно может помочь сократить число дорожно-транспортных происшествий, количество пробок на дорогах и расход топлива.

LIDAR

Технический руководитель проекта Urmson заявил, что сердцем системы является лазерный дальномер, установленный на крыше автомобиля. Этот 64-х лучевой лазер Velodyne, генерирует трехмерную подробную карту окружающего пространства. Бортовой компьютер затем объединяет данные измерений, полученные с LIDAR'а (Light Detection And Ranging) с картами высокого разрешения, производя различные типы моделей данных, которые позволяют ему управлять автомобилем самостоятельно, избегая столкновений с препятствиями и соблюдая правила дорожного движения.

RADAR

На машине также установлены четыре радара (RADAR - Radio Detection And Ranging), расположенные на переднем и заднем бамперах. Это система обнаружения, которая использует радиоволны для определения дальности, высоты, направления движения и скорости объектов. Излучающая антенна радара передает импульсы радиоволн, которые отражаются от любого препятствия на своем пути. Объект возвращает крошечную часть энергии волны, в принимающую антенну, которая обычно находится рядом с передатчиком. Радары позволяют автомобилю «видеть» достаточно далеко, для того, чтобы реагировать на быстрые изменения на автострадах.

Видеокамера

Рядом с зеркалом заднего вида установлена видеокамера, которая обнаруживает светофоры и определяет движущиеся объекты.

Датчик положения

Датчик положения определяет широту, долготу и высоту вместе с соответствующими стандартными отклонениями и передает стандартные сообщения NMEA (протокол обмена сообщениями с навигационными приемниками) с частотой 5 Гц. Когда геостационарные спутники, транслирующие корректировку смещения GPS видны автомобилем, устройство переходит в режим дифференциального GPS (обеспечивается высокая точность GPS). Когда сигнал коррекции недоступен, устройство использует сигнал со стандартной точностью GPS.

Приемник GPS, модуль измерения инерции, и колесный энкодер (датчик положения) служат для определения местоположения автомобиля в пространстве и позволяют отслеживать его движения.

Система в целом

А вот что скрывается в багажнике

Ноу-хау от Google

В подходе Google мне показались особенно интересны две вещи:

• Технология Google опирается на карты дорог и местности с высокой детализацией, что позволяет очень точно определять местоположение автомобиля. Использование метода определение местоположения только при помощи GPS дает точность не более нескольких метров.
• Перед тем, как отправить самоуправляемый автомобиль на дорожные испытания, инженеры Google проезжали трассу, минимум один раз, используя ручное управление и собирая данные об окружающем пространстве. Когда настала очередь беспилотному автомобилю ехать самостоятельно, он сравнивал текущие данные с записанными ранее на этом пути. Это подход, очень полезен для отличия пешеходов от неподвижных объектов, таких как, например, столбы.

В видео, которое выложено выше, представлены некоторые результаты испытаний. В какой-то момент видно, что автомобиль останавливается на перекрестке. После того, как загорается зеленый свет, автомобиль поворачивает налево, но там появляются пешеходы, переходящие дорогу. Проблем не возникает: автомобиль уступает дорогу пешеходам, и, даже парню, который решил перебежать в последнюю секунду.

Но бывают случаи, когда автомобиль должен быть более «агрессивным». При пересечении перекрестка, например, он уступает другим транспортным средствам, основываясь на правилах дорожного движения, но, если другие автомобили замешкались, он выезжает немного вперед, чтобы показать другим водителям свое намерение. Без поведенческого программирования это было бы невозможно для робота-автомобиля при движении в реальном мире.

Конечно, инженеры Google еще те шутники (перемотайте до 13:00, чтобы посмотреть как Urmson широко улыбается, когда автомобиль проносится по стоянке Google, стирая резину на поворотах).

Будущее проекта

У этого проекта есть очень серьезная перспектива. Thrun и его коллеги из Google, в том числе Ларри Пейдж и Сергей Брин, убеждены, что более умные транспортные средства могут помочь сделать транспорт более безопасным и более эффективным. Автомобили могут перемещаться на меньшем расстоянии друг от друга, что позволит использовать от 80 до 90 процентов пустого пространства на дорогах, а также формировать скоростные колонны на автострадах.

Роботизированные автомобили будут реагировать быстрее, чем люди, избегая несчастных случаев, потенциально сохраняя тысячи жизней. Thrum сказал, что более умные  транспортные средства потребуют значительных вычислительных мощностей и большие объемы данных, и это та причина, почему этот проект имеет смысл для компании Google.

Urmson описал свое видение будущего. Транспорт, по его мнению, станет общим ресурсом, неким сервисом, который люди будут использовать при необходимости. Вы бы просто используете смартфон, и автономный автомобиль приедет за вами, готовый везти вас куда угодно. Вы могли бы при этом просто посидеть и отдохнуть, ну или поработать, в случае необходимости.

Как вы оцениваете эту публикацию? (10 голосов, средняя оценка: 3,50 из 5)

Загрузка...