От автопилотов к робомобилям

У каждого производителя автомобилей приняты свои названия интеллектуальных бортовых систем. Часть из них относятся к автопилотам высокого уровня, но полностью компьютерное управление без участия человека всё ещё остаётся задачей будущего. На что же реально можно рассчитывать в 2019 году?

Международный стандарт J3016 SAE (Сообщества автомобильных инженеров) определяет шесть уровней автоматизации управления. Первые три относятся к электронным ассистентам водителя, способным обеспечивать отдельные функции компьютерного вождения в определённых сценариях. Три последних уровня – автопилоты с разной степенью участия человека. Давайте познакомимся с ними поближе.

0. Нулевой уровень – все решения о манёврах принимает водитель. Как максимум, бортовой компьютер использует систему дисплейных подсказок, но сам не влияет на разгон, торможение и рулевое управление. Оценка обстановки вокруг автомобиля не производится.

1. На первом уровне появляются системы активной безопасности. Это помощь на подъёме и спуске, антиблокировка тормозов и другие элементы помощи в определённых сценариях. Водитель по-прежнему осуществляет полное управление, но электронные системы сглаживают агрессивный стиль вождения и предотвращают типичные ошибки.

Этому уровню сегодня соответствует большинство автомобилей среднего класса. Иногда к интеллектуальным опциям на SAE level 1 также добавляются повышение курсовой устойчивости, парктроники и круиз-контроль. Пример – Kia Stinger GT и Cadillac CT6 2016 – 2017 годов выпуска в максимальной комплектации.

2. На втором уровне появляется автопилот в его минимальном варианте. Компьютер может самостоятельно поворачивать руль, управлять разгоном и торможением. Например, система предотвращения непреднамеренного ускорения у Toyota спасёт от аварии на парковке, а системы обнаружения пешеходов, велосипедистов и животных на близком расстоянии от Volvo и Subaru применяют экстренное торможение при угрозе столкновения.

В более продвинутых вариантах компьютер также получает функцию (полу)автоматической парковки. К примеру, Trailer Assist от Volkswagen может самостоятельно маневрировать при движении задним ходом даже с прицепом.

У Mercedes-Benz автопилот второго уровня называется Distronic Plus, у Nissan – ProPilot Assist, а у у General Motors – Super Cruise. Именно GM Super Cruise в 2018 году доросла до верхней планки второго уровня SAE. В тестах Consumer Reports она  продемонстрировала превосходство над автопилотами других компаний, включая сравнение с ранее выпускавшимися Tesla Model S, Model X и новой Model 3.

Обозреватели из Edmunds выполнили аналогичный тест и сделали схожие выводы. Обе системы автопилота допускают ошибки, хотя имеют свои плюсы и минусы.

Большинство автопроизводителей предлагают сегодня в верхнем ценовом сегменте машины уровня SAE level 2, но не всегда явно это указывают.

3. Начиная с третьего уровня компьютер сам оценивает обстановку вокруг движущегося автомобиля в пределах прямой видимости. Это принципиальное отличие, грань между привычными электронными ассистентами и «настоящим» автопилотом.

В требовании постоянной оценки окружения автомобиля есть важная техническая особенность. Большинство производителей ограничиваются для обеспечения кругового обзора набором видеокамер и сонаров, как максимум, устанавливая в дополнение к ним один радар.

При этом Google, GM, Ford, Audi, Toyota и другие крупные участники рынка считают, что полноценный SAE level 3 можно получить только при использовании (помимо камер и сонаров) нескольких радаров (четырёх при угле 90°) и хотя бы одного сканирующего лидара. Иначе невозможно гарантировать корректную работу автопилота в сложных ситуациях и на больших скоростях.

Реклама на Компьютерре

Так или иначе, на трассе автопилот третьего уровня сам удерживает машину в потоке и меняет полосу при необходимости, ускоряется, тормозит и поворачивает руль, избегая столкновений. Однако водитель всегда должен быть готов вмешаться и взять управление на себя, особенно на подъёмах и железнодорожных переездах.

В городе такой автопилот используется только в определённых сценариях и часто требует перехода на ручное управление. Он не всегда справится с проездом перекрёстков и въездом в тоннели, неуверенно распознает знаки на фоне витрин и пёстрой рекламы, затупит при неработающем светофоре, и может внезапно свернуть в другой ряд, потеряв из виду линию разметки.

Первым тестовым автомобилем, соответствующим SAE level 3 стал  робомобиль Google в 2010 году, а первым коммерчески доступным – Audi A8 в 2018 году. Её система Audi AI Traffic Jam на сегодня одна из самых технологически продвинутых. Судите сами: у неё есть сканирующий лидар, 4 радара, 12 сонаров, ИК-камера и пять камер высокого разрешения.

4. Автопилот четвёртого уровня уверенно действует на трассе и в городе, но иногда может растеряться. Поэтому с автопилотом четвёртого уровня водитель всё равно обязан быть начеку и перехватить управление при первых признаках ошибки компьютера, однако большую часть дороги он может отдыхать.

Сейчас автопилоты SAE level 4 только появляются в серийных автомобилях. Обычно их использование привязано к определённой географической зоне и связано со скоростными ограничениями.

Одной из первых компаний, достигших четвёртого уровня, стала Waymo (входящая в холдинг Alphabet наряду с Google). Она уже запустила беспилотное такси на базе Chrysler Pacifica Hybrid. С большим числом ограничений эти автомобили доступны в Чендлере (Аризона) и Сан-Франциско (Калифорния). Формально в них нет водителя, но есть испытатель, всегда готовый взять управление на себя.

Из реальных примеров продвинутого автопилота в личных автомобилях обращает на себя внимание система Toyota Chauffeur. Сейчас она соответствует четвёртому уровню и имеет хорошие шансы быстро дорасти до пятого.

5. Пятый уровень – пока сугубо теоретический. Это концепция полного автопилота (робомобиля), с которым водителю отводится роль если не пассажира, то наблюдателя. Автопилот SAE level 5 сам выполняет все функции навигации и управления автомобилем. В целом он не требует вмешательства, за исключением съезда на грунтовки и сложных погодных условий.

Гипотетически ему достаточно указать пункт назначения, а потом хоть проспать всю дорогу, но ПДД большинства стран основаны на Венской конвенции о дорожном движении 1968 года, согласно которой водитель обязан постоянно контролировать автомобиль в движении. Также законы большинства стран устанавливают персональную ответственность водителя за любые манёвры, каким бы «умным» ни был его автомобиль.

Вместо заключения

Разработка систем SAE level 5 стала краеугольным камнем для всех автопроизводителей. Концерн Daimler поставил задачу достигнуть пятого уровня к 2020 году, а недавно объединил усилия с BMW. Apple также инвестирует в это направление с 2017 года, но не сообщает никаких подробностей. Audi, Toyota и Waymo рассчитывают достичь SAE 5 в 2020 – 2025 годах, делая ставку на максимальную безопасность.

Профессор МАДИ Иванов А. М. и к.т.н. Шадрин С. С поясняют, что уровни автоматизации вождения SAE носят скорее описательный, чем нормативный характер. В них указаны минимальные, а не максимальные возможности каждого из уровней, поэтому границы соседних остаются довольно размытыми.

Компаниям очень легко ввести в заблуждение своих покупателей, обещая «машину с автопилотом», в то время как реально вы можете рассчитывать максимум на SAE 3 в личном автомобиле и SAE 4 в тестовых робомобилях. Массовое появление автопилотов уровня SAE 4 и тем более SAE 5 произойдёт не ранее 2020 года.