Российский беспилотный большегруз по 5 часов в день тренируется безопасному движению в городских условиях и 20 раз в секунду составляет 2 048 траекторий. Автомобиль может передвигаться по бездорожью без точных карт, получая информацию о маршруте с собственного беспилотного летательного аппарата.
Специалисты Лаборатории автономных транспортных систем, которая входит в состав Центра компетенций НТИ по направлению «Технологии компонентов робототехники и мехатроники» на базе Университета Иннополис, начали разработку грузового роботизированного автомобиля с модулем аэроразведки в 2018 году. За это время эксперты создали новые алгоритмы управления большегрузными автомобилями, систему локализации, не требующую предустановленных точных цифровых карт, и новый человеко-машинный интерфейс, облегчающий взаимодействие пассажиров с беспилотным автомобилем.
«Мы создали свой набор алгоритмов, подход к распознаванию и классификации объектов и прокладыванию маршрутов. Наша система управления генерирует 2048 траекторий на 6,4 секунды вперёд каждые 0,05 секунды. При этом она учитывает статические и динамические препятствия, окружающие транспортное средство в диапазоне 360 градусов на расстоянии 220 м. Таким образом можно утверждать, что в отличие от человека такой большегрузный автомобиль всё видит и планирует движение, принимая во внимание все факторы», — объясняет руководитель Лаборатории автономных транспортных систем Салимжан Гафуров.
Во время научных исследований специалисты ИТ-вуза разработали математические модели основных модулей системы, сформировали облик и конструкцию быстросъёмного модуля с аэроразведкой. Эксперты выяснили, что навигация в условиях бездорожья может быть проведена без помощи точных карт, для этого можно использовать только передний лидар и работать на картах, которые предоставляет БПЛА. «Сотрудники нашей лаборатории в рамках данного проекта разработали и изготовили платформу аэроразведки. Беспилотный летательный аппарат может вертикально взлетать и садиться на эту платформу, там же он хранится и заряжается. Платформа располагается в кузове и позволяет функционировать БПЛА в температурном режиме от -40 до +60 градусов. Дрон проводит аэроразведку и сообщает дорожную ситуацию беспилотному автомобилю, на основе этой информации Камаз и строит траектории», — говорит руководитель Лаборатории автономных транспортных систем.
Учёные провели эксперименты и получили результаты, которые полностью обеспечивают соответствие серийного грузового автомобиля с автоматической коробкой передач третьему уровню по классификации систем помощи водителю ADAS. Под данным соответствием подразумевается условная автоматизация, когда от водителя не требуется мгновенная реакция на возникающие при движении ситуации: он должен быть готов вмешаться в течение какого-то ограниченного времени. По словам разработчиков, нет чёткого требования по этому времени вмешательства человека, это зависит от сценария, потому что вождение по дворам требует большей внимательности, чем по автомагистрали.
Салимжан Гафуров: «Именно поэтому мы пока не планируем тестирование Камаза на трассах, тем более это вещь не новая — тестирование на дальних расстояниях показала компания Mercedes ещё в 1994 году, а позднее и другие компании. Наиболее сложная задача для большегрузных автомобилей и одновременно наименее изученная — навигация в городе. И мы сфокусированы именно на этой задаче, сейчас автомобиль введён в опытную эксплуатацию и проходит тестирование на дорогах Иннополиса и уже прошёл 3 тысячи километров».
Перед выездом на реальные дороги разработчики тестируют систему на собственном симуляторе. Innopolis Simulator отрабатывает различные сценарии на дороге, имитирует движение трафика и пешеходов и их обнаружение, моделирует все необходимые датчики и сенсоры — радар, лидар, камеры, GPS, IMU. «Программный комплекс помогает избежать критических ошибок проектирования, исправить их на ранних этапах, проводить больше испытаний прототипа и сэкономить на натурных испытаниях», — пояснил инженер-исследователь Лаборатории автономных транспортных средств Сергей Копылов.
Специалисты Университета Иннополис считают, что не смотря на то, что беспилотный автомобиль готов к использованию в реальной жизни, а технология находится на высоком уровне готовности и отлично себя зарекомендовала, есть сдерживающие факторы юридического характера. «До сих пор не определены ответы на ключевые вопросы в области ответственности, страхования, внедрения в большие города, инфраструктуры. Пока мы их не решим, сложно сказать, когда мы увидим этот автомобиль в эксплуатации», — объяснил руководитель Лаборатории автономных транспортных систем Салимжан Гафуров.
Специалисты Лаборатории автономных транспортных систем, входящей в состав центра, разрабатывают собственные летательные и наземные беспилотные решения для легкового транспорта на базе KIA Soul и Hyundai Santa Fe и грузового транспорта на базе «Камаза». Беспилотники ИТ-вуза устойчивы к внешним возмущающим факторам — дорожные условия, погода, освещение, участники дорожного движения. 21 тысяча километров — суммарный пробег беспилотных автомобилей. Разработан Innopolis Simulator для автономных подвижных объектов на основе Unity 3D для тестирования, отладки и образовательной деятельности.
