Конкурс «Беспилотный трамвай против водителя» глазами разработчика
Ежегодно в Горэлектротрансе и раз в два года по всей России проводятся соревнования по профессиональному мастерству водителей трамвая. Надо сказать, что соревнования эти достаточно непростые, потому что для участия в них нужно целый год ездить без нарушений, не иметь ни одного случая ДТП и фактически войти в тройку лучших водителей своего парка. Следующий этап — лучшие три человека с каждого парка состязаются с представителями других парков уже на общегородском уровне. Общее количество участников финала — 18 человек. Такой вот непростой многоступенчатый отбор на пути к вершине и званию лучшего вагоновожатого-2024.
Сами испытания состоят из нескольких этапов:
Оценка теоретических знаний правил дорожного движения;
Оценка теоретических знаний правил приемки трамвая;
Оценка практических навыков по управлению трамваем на этапе по скоростному вождению;
Оценка практических навыков по управлению трамваем «на плавность и комфортность вождения».
Нас (компанию Cognitive Pilot) тоже попросили поучаствовать в данном мероприятии, поскольку мы разрабатываем системы помощи водителю трамвая, которые эксплуатируются в петербургском Горэлектротрансе. Сегодня уже более 200 умных трамваев с нашей системой перевозят в Санкт-Петербурге по 60 тысяч человек ежедневно.
Соревнования проводились на второй площадке Трамвайного парка №5 на улице Шаврова. Трасса в целом была типовой и состояла из нескольких пунктов: начало движения, остановка, зона ограничения скорости, стрелка, экстренная остановка на рандомно включающийся светофор (при втором проезде без него), внезапное появление человека (на втором круге) и финиш.
Все пункты, имеющие четкое назначение, должны сопровождаться определенными действиями и командами от водителя. Также учитывается точность позиционирования трамвая (дальше на фото на земле видны щиты с зонами — белой, красной и зеленой). По результатам работы на каждом пункте выставляются баллы.
Пункт «Начало движения»
Пункт «Остановка»
Пункт «Стрелка» и две кривые с ограничениями скорости
Далее надо разогнаться строго до 40 километров в час (контролируется внешним радаром) и экстренно остановиться на рандомно появившийся красный сигнал светофора. Светофора устанавливается три. При этом расстояние между датчиком, фиксирующим пересечение линии, и светофором всего 20 м.
На финише также оценивается точность позиционирования и правильность выполнения команд водителем.
Аналогичные действия необходимо продемонстрировать и на втором круге на плавность хода с установленной на борту ёмкостью с водой. При этом на втором круге упражнение «Светофор» уже не выполняется.
Емкость с водой)
Надо отметить, что конкурс для водителей не является чем-то обыденным и тривиальным, сказывается напряжение и волнение момента. Так, например, допускаются ошибки в позиционировании над щитом (потому что его не видно из-за габаритов), имеют место неправильные действия на точках, есть нарушения в скорости движения на кривых (кто-то даже считает про себя время движения, чтобы точно уложиться в норматив), экстренное торможение на светофоре, пожалуй, является наиболее сложным упражнением (кто-то не набирает заданную скорость, кто-то перебирает, кому-то не хватает реакции).
При подьезде к старту
Конечно, у робота есть очевидные плюсы: это отсутствие «конкурсного» мандража в отличие от мандража его разработчиков)) поэтому озвучивать команды, открывать двери, мигать аварийными сигналами, звуковыми сигналами и исполнять другие события на каждой точке, конечно, для него не проблема.
С точки зрения позиционирования тоже есть очевидные плюсы, ведь высокоточный режим GPS позволяет позиционироваться с точностью несколько сантиметров, хотя с учетом исполнения «торможения», разница может меняться, особенно на высокой скорости, но в целом статистика была на нашей стороне, и особых промахов мы не замечали.
Остановка в разных точках маршрута
Как ни странно покажется на первый взгляд, несмотря на кажущуюся простоту, движение по кривой нам не удалось выполнить безупречно. На тренировках мы ехали то чуть быстрее, то чуть медленнее идеального времени. Сначала нам удалось достичь «идеального» результата, но после того как трамвай отдали на расточку колес, повторить результат не смогли. Алгоритм ставил ручку для обеспечения скорости в диапазоне 5 километров в час, но поскольку в кривой достаточно большое трение, поддержание заданной скорости фактически производилось в диапазоне 5–6 километров в час, а так как речь идет о секундах (для второй кривой) и долисекундах (для первой), то мы все-таки получили несколько штрафных баллов.
Испытание со светофором для нас оказалось достаточно сложным. Прежде всего экстренное торможение — это не совсем штатная работа тормозной системы, при нем на рельсы падают башмаки рельсового тормоза, сыпется песок, и на скорости 40 километров в час трамвай и его посетители испытывают ускорение торможения в несколько метров за секунду в квадрате. Если в салоне что-то лежит на сиденье или полу, то оно успешно слетает и бьется об стенку (так мы разбили один из своих ноутов, который забыли зафиксировать). Кроме того, что экстренное торможение нельзя часто повторять постоянно, поскольку колеса изнашиваются очень быстро. Трамвай после дождя или неубранного песка на рельсах впадает в юз, что увеличивает тормозной путь. Нам пришлось тюнить настройки алгоритма распознавания светофоров, которые у нас используются в ADAS, поскольку дополнительные накопительные фильтры, фильтры сопоставления и прочие механизмы вносили задержку, которая на такой скорости была критической. После их минимизации мы стали успешно выполнять данное упражнение. На контрольном же испытании мы получили несколько штрафных баллов за наезд на линию около 5–10 см, что, в целом, считаем отличным результатом, поскольку с ним объективно не справляются более 30 процентов конкурсантов.
На втором круге надо было выполнить те же упражнения, но при этом не разлить воду в стакане, и вместо экстренного торможения на светофоре выполнить остановку перед человеком на путях. В целом, у нас не вызвало никаких проблем, проехать и не разлить воду из стакана, и кажется для водителей трамвая это упражнение оказалось несложным, ну и кейс с остановкой перед реальным человеком, в целом, для нас является решенной задачей. Мы используем две камеры и далеко видим его местонахождение, поэтому даже при скорости 40 километров в час — это вполне выполнимо. Хотя надо сказать, что когда ты стоишь на путях и на тебя движется трамвай на такой скорости, кажется, что пора уходить, и времени на проверку системы уже не осталось)) иначе капут. Поэтому без подготовки такое упражнение прежде всего исходя из человеческого фактора сделать не получится, нужно стойко стоять на своем)) т.е. на путях.
Остановка перед человеком
Таким образом, конечно, мы не достигли идеального результата и не стали топ-1, но вошли в первую пятерку победителей. Для нас, разработчиков, конечно и не это было главным, прежде всего мы доказали себе, что:
Во-первых, мы использовали абсолютно продовый код без костылей и всяких специальных фитч под соревнования. Только то, что используем в системах помощи водителю.
Во-вторых, не обнуляли, не скидывали, не переводили алгоритм в какие-то другие режимы работы или другие настройки на каждом испытании. Все работало на одних и тех же настройках, и, когда нас попросили проехаться с репортерами еще несколько раз по кругу, у нас не болела голова, что что-то может пойти не так.
В-третьих, сделали все честно, потому что мы стояли со всеми на площадке и переживали за нашего «робота», потому что несмотря на все, вероятность, что он что-то исполнит не по сценарию ,-есть).
Не могу не сказать несколько слов о нашем заказчике — Горэлектротрансе. Директор — Минкин Дмитрий Юрьевич — сам является настоящим фанатом своего дела и большим инженером в душе, он собрал потрясающую команду менеджеров и управленцев, которые, несмотря ни на какие трудности, отсутствие должного финансирования, бюрократию и личное время, носится со всеми инноваторами для достижения амбициозных целей. Поэтому реально очень приятно работать в такой команде, когда никто не считается со своими целями и преследует только цели команды, надо остаться и сделать что-то еще раз, значит делаем! Побольше бы таких понимающих людей внутри страны.
Наши болельщики
Видео из салона при остановке на светофоре
Некоторые ссылки по теме из сети
Репортаж НТВ
Новость СПб ГУП «Горэлектротранс» в вконтакте
Спб Дневник
