По щучьему веленью: компьютер за рулём
АрхивПлатформаКомпьютер уже научился управлять автомобилем без участия человека. Осталось сделать его максимально безопасным и определиться с тем, кого наказывать за нарушения и аварии.
Современный автомобиль немыслим без компьютеров. Параметры подачи топлива и работы двигателя любого современного автомобиля контролирует микрокомпьютер. Установка управления климатом, мультимедийная система, приёмник спутниковой навигации и модуль мобильной связи - всё это тоже компьютеры, ставшие нормой даже для недорогих серийных легковых автомобилей.
Но если все эти системы призваны помочь водителю в управлении и прокладке маршрута и сделать поездку более комфортной, не отстраняя его от вождения, то уже сегодня обкатывается сразу несколько компьютерных технологий, делающих участие человека в управлении минимальным и даже полностью берущих на себя ведение автомобиля в дорожном потоке.
Самые перспективные с точки зрения скорейшего массового внедрения системы позволяют обезопасить водителя, пассажиров и окружающих от ошибочных манёвров, в том числе и по причине усталости или приступа у шофёра. Они способны контролировать движение автомобиля в пределах своего ряда, поддерживать безопасное расстояние до впереди идущих машин и окружающих предметов, автоматически останавливать автомобиль и аккуратно припарковывать его на обочине.
Технология контроля машины в пределах заданной полосы AutoVue Lane Departure Warning (LDW) была разработана компанией Iteris ещё в 1999 году, и такая система уже давно предлагается для установки практически в любой грузовой и некоторые легковые автомобили. AutoVue LDW представляет собой комплект из специальной камеры и небольшой коробочки с системой распознавания изображений, работающей на основе фирменного программного обеспечения. "Заметив", что при скорости свыше 37 миль в час (около 60 км/ч) автомобиль выехал из своей полосы, система подаёт резкий звуковой сигнал, быстро привлекающий внимание водителя. Как утверждает разработчик, LDW особенно полезна для водителей грузовиков в условиях пониженной видимости при дожде или тумане, даже если дорожная разметка практически неразличима или сильно изношена.
Система Volvo City Safety серийно устанавливается на легковых автомобилях S60/V60 и компактных кроссоверах ХС60 этой шведской компании. Функция этой антиаварийной системы заключается в постоянном сканировании расстояния до впереди идущего автомобиля. В случае его замедления она также притормаживает вашу машину вплоть до полной остановки. Разумеется, автоматическое торможение может быть безопасным лишь на относительно небольших скоростях, поэтому Volvo City Safety срабатывает лишь на скорости до 30 км/ч, то есть, в основном, при медленном городском движении или в пробках.
Расстояние до впереди идущего автомобиля определяется при помощи лазерного датчика, расположенного за салонным зеркалом заднего вида - принцип действия аналогичен подсвечиваемому автофокусу цифрового фотоаппарата. При этом учитываются лишь машины, находящиеся на расстоянии до 10 метров от края переднего бампера. Микрокомпьютер рассчитывает интенсивность торможения и, разумеется, автоматически включает задние стоп-сигналы.
В российских условиях, однако, использование Volvo City Safety имеет свою специфику: во-первых, необходимо постоянно следить за чистотой ветрового стекла в месте расположения датчика - снег и грязь могут просто помешать вам нормально ехать. Во-вторых, культура вождения в крупных городах оставляет желать лучшего, так что стоит опасаться "подрезальщиков" и любителей "нырять" в щели в пробках, иначе при резком автоматическом торможении вас запросто могут "догнать" сзади. В таких случаях лучше сразу притормаживать самостоятельно - система будет считать, что у вас всё под контролем и не сработает.
Что касается пробок, то в них удобнее всего пользоваться системой активного круиз-контроля, позволяющей не только выдерживать заданное расстояние до впереди идущего автомобиля, но и трогаться и останавливаться одновременно с ним. Такая опция есть, например, у BMW - функция Stop & Go.
Разработанная также в BMW система аварийной остановки Emergency Stop Assistant (ESA) пока не устанавливается на серийных автомобилях, но её возможности впечатляют. В случае, если компьютер на основе анализа информации о биометрических параметрах (например, со специального браслета), сочтёт, что человек за рулём потерял сознание из-за приступа или каких-то других проблем, автоматически включится "аварийка" и автомобиль припаркуется у обочины дороги. После остановки ESA вызовет скорую помощь.
Как утверждают создатели ESA, система камер и ультразвуковых датчиков, а также высокоточные данные с GPS позволяют максимально безопасно припарковаться даже если нужно сменить несколько полос, и даже в плотном потоке. Перед перестроениями машина будет пропускать идущие с большой скоростью автомобили в полосе справа. Правда, будет ли автомобиль перестраиваться в "мёртвой" пробке, непонятно - логичнее было бы просто оставаться на месте при срабатывании системы. Поскольку серийных образцов ESA не существует, насколько эффективна и, самое главное, насколько безопасна эта система, пока неизвестно.
Автомобили Mercedes-Benz классов E и S в базовой комплектации серийно комплектуются схожей по назначению, но менее "самостоятельной" системой слежения за самочувствием водителя Attention Assist. Эта система при помощи установленных на руле датчиков отслеживает манеру вождения водителя и составляет его индивидуальный профиль - на изучение манеры езды уходит до 30 минут.
По словам разработчиков, самую важную информацию о состоянии водителя можно получить именно по манере вращения руля: уставший водитель допускает всё больше мелких ошибок в управлении, требующих характерной коррекции. В профиле учитываются степень отклонения от заданной траектории движения, время и дальность поездки, ускорение автомобиля, угол поворота руля и даже метеоусловия - всего 70 параметров. В случае заметных изменений в манере вождения раздастся резкий звуковой сигнал, а на бортовой дисплей будет выведено предупреждение о необходимости сделать остановку. Attention Assist работает на скоростях свыше 80 км/ч.
Системы автоматической парковки остановившегося автомобиля уже давно не новинка, и они есть у всех ведущих производителей. К примеру, Volkswagen выпускает автомобили с Park Assist c 2007 года и ими могут оснащаться практически все модели - от компактных Golf до Tiguan и Passat CC. Микрокомпьютер, анализирующий информацию от ультразвуковых датчиков, позволяет припарковать автомобиль с ювелирной точностью, буквально в паре сантиметров от бампера соседней машины.
После остановки около предполагаемого места парковки водитель нажимает кнопку включения Park Assist, после чего на экран бортового компьютера выводится информация об алгоритме действий. В процессе парковки нужно отпустить руль и работать только педалями (и ручкой переключения передач в случае механической коробки).
В перспективной разработке BMW под названием Remote Controlled Parking вообще не нужно сидеть за рулём в процессе парковки. Вы выходите из машины и просто нажимаете кнопку на брелоке, после чего автомобиль плавно заезжает на свободное место или в гараж. Таким же образом вы можете "вызвать" машину: она заведётся, выкатится из гаража и встанет прямо перед вами. Выглядит чрезвычайно эффектно.
А вот автомобили, для управления которыми вообще не требуется участие водителя, появятся в продаже ещё не скоро, хотя, например, совсем недавно в американском штате Невада официально разрешили езду по дорогам общего пользования машинам с автопилотом. Правда, при этом отложили принятие технических требований к ним до 2020 года.
Никаких принципиальных препятствий к созданию автомобиля с полностью автоматическим управлением нет: уже сегодня практически все элементы автопилотов реализованы, в частности, в перечисленных выше системах - это разнообразные датчики и камеры, микрокомпьютеры, рассчитывающие траекторию движения и управляющие скоростью, направлением перемещения и торможением автомобиля.
У многих крупных автомобильных концернов есть собственные программы по созданию автоматических систем управления. Например, Volkswagen работает над проектом HAVEit (Highly Automated Vehicles for Intelligent Transport - "Высокоавтоматизированные автомобили для интеллектуального транспорта"), в рамках которого в 2011 году была разработана полуавтоматическая система TAP (Temporary Auto Pilot - "Временный автопилот"), позволяющая ехать на полном автопилоте со скоростью до 130 км/с. Само название говорит о том, что водитель может доверить управление лишь в определённых условиях - к примеру, на скоростной трассе или в городской пробке. При этом человек в любой момент может взять управление на себя. В Volkswagen заявляют, что технически система TAP полностью готова к серийному производству.
Компания Google работает над проектом полностью роботизированного управления, которое испытывается на автомобилях Audi TT и гибриде Toyota Prius. В варианте Google активно используются данные GPS, сведения об окружающем пространстве, получаемые радарами и лидаром (вращающимся лазерном дальномере, устанавливаемом на крыше и собирающем трёхмерную информацию на расстоянии свыше 60 м), видеокамера, распознающая движущиеся предметы и сигналы светофора, а также датчики положения и ускорения. В 2010 году Google официально сообщила об успешном завершении автопробега в беспилотном режиме на расстояние около 225 000 км. Пробег проходил по дорогам общего пользование и систему подстраховывали сидящие на водительском месте профессионалы.
Несмотря на все успехи инженеров, главная проблема заключается в обеспечении 100% надёжности автомобильных автопилотов и в защите от случайных срабатываний. Можно себе представить, к каким чудовищным последствиям способен привести малейший сбой даже в однй машине на трассе со скоростью потока свыше 120 км/ч! К тому же совершенно не очевидно, на кого возлагать правовую ответственность в случае такого происшествия.
Относительно невысокая точность GPS-навигации и, в особенности, ошибки в картах не позволяют привязать к ним автопилот - необходимы средства коррекции в реальном времени на основе показаний датчиков, следящих за окружающей обстановкой. Надёжность считывания разметки и обычных дорожных знаков может в значительной степени зависеть от погодных условий - необходимы системы, гарантированно игнорирующие грязь и снег, возможно придётся изменить и графическое исполнение знаков.
Да, автопилоты существуют в авиации и на железнодорожном транспорте, в Париже поезда по одной из линий метрополитена следуют в полностью автоматическом режиме уже не первый год. Но здесь и кроется их принципиальное отличие от автомобилей: они ходят по чётко определённым маршрутам, и их движение постоянно строго контролируется целыми командами специалистов. Прелесть же автомобиля в том, что он едет, куда хочется водителю. "Забюрократизировать" их передвижение и контролировать перемещение каждой машины группой профессионалов даже теоретически невозможно.
Так что полноценный автомобильный автопилот может появиться в серийных автомобилях только тогда, когда будет гарантироваться его абсолютная надёжность, и он будет оснащён эффективными и избыточными системами для безопасной - для всех участников движения! - остановки в уникальных случаях сбоев. Пока же самое разумное решение - продолжать совершенствование временных автопилотов, отключающихся сразу после того, как водитель кладёт руки на руль.
