Полное руководство по автономным автомобилям: технологии, уровни и современные модели

Не так давно нам казалось полностью футуристическим не управлять физически, чтобы автомобиль доставлял нас из точки А в точку Б без вмешательства, но этот день ближе, чем мы думаем.

В сегодняшнем блоге мы расскажем, что такое автономный автомобиль, какие технологии делают его автономным, какова классификация по уровню автономии и современные модели, включающие эти технологии. Начнём? Или лучше «Старт KITT».

Что такое автономный автомобиль?

Автономный автомобиль — это тот, который с рядом датчиков и компьютерной логики способен интерпретировать окружающий мир и перемещаться по нему как человек без вашего вмешательства или с вашей частичной помощью.

Эти датчики позволяют получать информацию о местоположении других транспортных средств, их позиции, расстоянии и полосе, по которой они движутся. Это, вместе с GPS-информацией и достаточно точными картами, указывает автомобилю его ситуацию и окружающие элементы в любой момент. В некоторых случаях также позволяет адаптироваться к погодным условиям.

Технологии, позволяющие автомобилю быть автономным

Для разработки автономных автомобилей используются различные технологии. Объясняем самые используемые:

Например, навигация через камеры, расположенные вокруг автомобиля, используемая Tesla. Эта система автономного вождения основана на комбинации 8 камер, 12 ультразвуковых датчиков поддержки и переднего радара. В целом, автомобиль может «видеть» окружение и интерпретировать его как человек, но с более быстрыми реакциями.

Другая система, которую используют компании вроде Google, Ford, Toyota/Lexus, Nissan или Volkswagen — LIDAR. LIDAR — это вращающийся излучатель лазерного пучка, который обычно располагается на крыше автомобилей и отвечает за реконструкцию окружения на 360 градусов вокруг автомобиля. Через это излучение лучей и их отражение он способен создавать цифровую карту препятствий в пределах досягаемости, и вместе с поддерживающими датчиками (ультразвук, радары) интерпретирует и действует последовательно.

Помимо основных упомянутых систем (камера, LIDAR), также используются вспомогательные технологии, которые улучшают захваченную информацию, другие типы сигналов, обеспечивающие полную оценку окружения.

Эти технологии — ультразвуковые датчики, используемые для коротких дистанций, но благодаря низкой стоимости позволяют иметь периметрический датчик не только для навигации автомобилей, но и для безопасности при парковке.

Другая широко распространённая система — радары, которые, в отличие от LIDAR, излучают радиоволны, отражающиеся от объектов, и склонны работать лучше в неблагоприятных погодных условиях.

Классификация автономного автомобиля по уровню автономии

Автономные автомобили классифицируются согласно их уровню автономии, то есть степени независимости автомобиля от водителя.

Первая классификация в этом смысле была установлена NHTSA в 2013 году, агентством безопасности транспорта США, через шкалу от 0 до 4.

По мере эволюции систем возникали новые классификации и способы оценки, до тех пор, пока не был достигнут текущий метод, используемый практически во всех случаях и наиболее распространённый. Речь идёт о стандарте SAE J3016, последняя ревизия которого состоялась в 2016 году.

Эта классификация пытается сгруппировать все возникшие в разных странах, давая рекомендательные руководства оценки, но каждый бренд может использовать их или нет по своим интересам.

Это руководство устанавливает 6 уровней автономного вождения, от 0 до 5. Эти уровни устанавливают только минимальную способность, которую должно иметь транспортное средство для достижения каждого уровня, и функции, которые оно должно автоматизировать.

• Уровень 0. Без какой-либо автоматизации.
  • Водитель на 100% отвечает за все элементы и положения вождения.

• Уровень 1. Базовая помощь вождению.
  • Транспортное средство имеет базовые элементы, помогающие или освобождающие водителя от простых задач.
  • Может быть автоматизация скорости или поддержания траектории, но только одна из них.
  • Все остальные задачи остаются ответственностью водителя.
  • Нет системы автоматического обнаружения препятствий, объектов или событий во время вождения.
  • Помощь может использоваться только в идеальных условиях.

• Уровень 2. Частичная автоматизация.
  • И скорость, и поддержание траектории автоматизированы.
  • Водитель освобождается от функций, связанных с движением транспортного средства.
  • Нет системы автоматического обнаружения препятствий, объектов или событий во время вождения.
  • Помощь может использоваться только в идеальных условиях.

• Уровень 3. Условная автоматизация вождения.
  • Как в предыдущем случае, скорость контролируется и с траекторией автономного рычага.
  • Уже есть система обнаружения объектов и ситуаций вождения, а также препятствий.
  • Система может работать без взаимодействия водителя, если только система не требует его или нет потенциально опасной ситуации, требующей его вмешательства. Это уведомление должно предоставляться достаточно заранее, чтобы водитель успел отреагировать.
  • Разрешено использование только при определённых условиях.

• Уровень 4. Полная автоматизация вождения в конкретных случаях.
  • Как в предыдущем случае, скорость контролируется и с траекторией автономного рычага.
  • Есть достаточно датчиков для выдачи сложного ответа на ситуации и препятствия, полностью реагируя на них.
  • Транспортное средство имеет альтернативную систему на случай, если основная выйдет из строя или не сможет взять контроль. Эта альтернативная система не позволяет все функции вождения, но позволяет достаточно, чтобы доехать до безопасной зоны для остановки.
  • Могут быть ситуации, когда система не работает должным образом и вы не можете ехать.

• Уровень 5. Полная автоматизация.
  • Как в предыдущем случае, скорость контролируется и с траекторией автономного рычага.
  • Полностью автоматизирована реакция на непредвиденные ситуации вождения или препятствия.
  • Есть резервная система, способная взять контроль до остановки транспортного средства.
  • Нет ограничений для использования системы и она может использоваться в любых условиях, как человек.
  • Не требуется присутствие людей внутри транспортного средства.

Современные модели автономных автомобилей

Мы можем найти всё больше моделей автономных автомобилей на рынке, с разными степенями автономии. В классификации, приведённой выше, можно найти случаи транспортных средств разных уровней.

На уровне 0 — почти все существующие модели на рынке, как эконом и старые, которые не имеют никакой помощи и требуют 100% действий от водителя. Также в эту группу входят те, у кого есть помощники вроде экстренного торможения или поддержания полосы или скорости.

Если эти транспортные средства добавляют функцию адаптивного круиз-контроля, мы говорим об уровне 1, так как он способен автоматически поддерживать дистанцию до предшествующего транспортного средства. Также входят те, которые включают способность к помощи при парковке, если она действует только на поворот колёс. В этой категории также большое количество транспортных средств на рынке.

На уровне 2 меньше моделей, входящих в эту категорию. Это системы, ориентированные на использование на автомагистралях, намного более сложные, позволяющие автоматическую реакцию на условия трафика, которые могут даже останавливаться в пробках.

Наиболее представительные бренды с системами такого рода могли бы быть Mercedes-Benz (Drive Pilot), Nissan (ProPilot), Volvo (Pilot Assist), Audi или BMW. Наконец, если система помощи при парковке дополнительно контролирует газ, они также входят в этот уровень.

В уровне 3 автономного вождения случаи брендов или моделей, включающих его, дискретны. Самый известный — Tesla с её Autopilot, который позволяет предсказывать условия трафика на дороге и даже менять полосы для обгона без вмешательства водителя, не ограничивая свою функциональность только автомагистралями.

Для уровня 4 автономии крайне трудно найти коммерческие модели, так как, хотя многие из них находятся в разработке, они ещё не коммерциализированы. Самый важный — Google, который накопил много километров автономного вождения и всё ближе к реальности.

Как и в предыдущем случае, есть только прототипы транспортных средств с уровнем 5, и самый передний снова — Google. Существует вариант этой модели без руля и педалей, который тестировался на коротких маршрутах и в идеальных условиях.

Прогноз будущего по автономным автомобилям

Трудно предсказать, как будет развиваться эволюция этих систем, так как каждый бренд делится своими горизонтами очень туманно. Чётко, что внедрение автономного вождения должно идти рука об руку с осознанностью водителей, чтобы избежать аварий из-за невнимательности водителя к возможным событиям.

Сейчас ожидается, что к 2025 году абсолютное большинство моделей до уровня 3 автономии будет выпущено, что поможет заложить основы для нового законодательства, которое должно идти рука об руку с этими достижениями.

С этого лета ООН подписало регулирование для ограничения использования автономных транспортных средств уровней 4 и 5 и предотвращения их работы рядом с пешеходами. Согласно этому документу, пока эти системы (уровни 4 и 5) могут активироваться только на дорогах, где не допускаются пешеходы, велосипедисты или подобный трафик.

Также должно быть физическое разделение между направлениями движения, со скоростью, ограниченной 60 км/ч. Наконец, обязательно, чтобы все пассажиры были правильно сидели и пристегнуты ремнями безопасности.

Хотите внедрить AGV в своих проектах? Свяжитесь с нами!