Беспилотные автомобили: как работают и где ошибаются

Беспилотные автомобили: как они работают и какие проблемы имеют?

Автоматизация вождения включает разные уровни. Ассистент, который помогает удерживать полосу и скорость, и система, способная вести машину без водителя в заданной зоне, — разные вещи. Этот материал 2019 года уточнён, чтобы не смешивать их возможности.




В основе беспилотного автомобиля лежит несколько интересных технологий:

— компьютерное видение;
— глубинное обучение;
— навигация;
— робототехника.

Как устроены основные технологии

Восприятие окружающей обстановки может использовать камеры, радары и лидары. Компьютерное зрение обрабатывает изображения, а объединение данных разных датчиков помогает оценивать объекты и расстояния. Набор датчиков зависит от системы.


Камера превращает изображение в цифровые данные. Нельзя утверждать, что все автомобильные камеры чёрно-белые: например, цвет нужен для распознавания сигналов светофора.

Глубокое обучение — способ обучения многослойных нейронных сетей, а не простое считывание матрицы. Нейросети тоже являются программами; их применяют для восприятия, прогнозирования и планирования.

Обучение на примерах не доводит систему до совершенства автоматически. Нужны проверки на новых сценариях, редких событиях, изменениях погоды и ошибках датчиков. Успех в обучающей выборке не гарантирует правильное решение на дороге.


После распознавания объектов система оценивает их возможное движение и планирует собственную траекторию. Отдельная ошибка на любом этапе может повлиять на дальнейшее управление.

Локализация определяет положение автомобиля; навигация помогает выбрать маршрут. Спутниковые координаты, карты и данные датчиков могут использоваться совместно. Одного GPS недостаточно для автономного управления.

Контроллеры преобразуют выбранную траекторию в команды рулю, тормозам и приводу. Архитектуры разных разработчиков различаются; приведённая схема — упрощённое объяснение.

Оценивать систему следует по условиям, в которых разрешено её применение: типам дорог, погоде, скорости и зоне обслуживания. Прогнозы 2019 года о скорой всеобщей автономности не были гарантией сроков.

Проблемы беспилотных автомобилей

Часто цитируемые 94% из исследования NHTSA не означают, что 94% всех аварий произошли исключительно по вине человека или исчезнут после автоматизации. Показатель относится к непосредственному критическому событию в исследованной выборке США 2005–2007 годов. Авторы прямо предостерегали от трактовки его как установления причины ДТП или вины.

При автоматизации уровня 2 водитель постоянно отвечает за наблюдение и управление, даже если система одновременно держит скорость и полосу. Возможность работать или отдыхать вместо вождения нельзя выводить из наличия таких ассистентов.

Автономность уровня 4 ограничена предусмотренными условиями эксплуатации. Это не способность ездить где угодно при любой погоде — такую универсальность связывают с уровнем 5.

В августе 2018 года IIHS опубликовал испытания пяти систем помощи водителю, а не пяти полностью беспилотных автомобилей. Результаты на поворотах и подъёмах различались. Например, Model 3 удержалась в полосе во всех 18 заездах по поворотам; прежнее утверждение, что все обязательно пересекли линию, неверно.

| Ещё новости с тегом технологии:
  Израильский стартап REE произвёл революцию в автоиндустрии
  Передовые технологии не дадут грустить владельцам Jaguar
  Электро-будущее от BMW купе i4 и кроссовер iNEXT

Повреждённые знаки, сложная разметка и помехи могут затруднять распознавание. Однако без указания конкретного исследования нельзя утверждать, что любые изменения знака обманывают абсолютно все системы, а все производители уже устранили проблему.

IIHS также описывал случаи нежелательного торможения в испытаниях того периода. Они относятся к конкретным автомобилям и версиям программного обеспечения. Переносить старый результат на каждую современную Tesla или считать неожиданное торможение безусловно безопасным нельзя.

Наличие камер и нейросетей само по себе не доказывает безопасность. Важны поведение в сложных условиях, резервирование, ограничения применения и реальные результаты испытаний.



При выборе автомобиля уточняйте точное название и уровень функции, требования к участию водителя и условия её работы. Ориентируйтесь на руководство и разрешённое применение, а не на слово «автопилот» в рекламе.

Источник: BTech