Новые беспилотники Ford копируют человеческое вождение
Ford постепенно выходит на первые роли в производстве беспилотных автомобилей и особенно в разработке аппаратного обеспечения. В отличие от Google и других IT-компаний, которые экспериментируют с беспилотниками, Ford может позволить себе низкоуровневую интеграцию технологий, и эти модели вполне могут появиться на рынке примерно в таком виде, в каком их сейчас тестируют.
Сейчас компания представила второе поколение беспилотных автомобилей Fusion с гибридной силовой установкой. Ходовая часть у них такая же, как у серийных Fusion Hybrid, но в части компьютерного оснащения эти машины дадут фору кому угодно. Аппаратурой забит весь багажник.
Первая версия беспилотного автомобиля Ford Fusion Hybrid появилась на свет три года назад, в декабре 2013 года. Это были довольно необычные машины с «рожками» из четырёх (!) лидаров на крыше.
Ford Fusion Hybrid первого поколения
Дебют компании в технологиях робокаров состоялся благодаря технической помощи специалистов из Университета Мичигана и при участии страховой компании компании State Farm Insurance. Интересно, что страховщики сразу «вписались» в эту иницативу, которая в перспективе может похоронить их бизнес страхования автогражданской ответственности (вероятно, они сами так не думают). Что касается Университета Мичигана, то вместе с ним инженеры Ford создавали беспилотный транспорт ещё в 2004–2007 годы, когда компания участвовала в гонках беспилотных автомобилей, организованных DARPA.
Первая модель была экспериментальной. Кроме долговременной задачи, она выполняла и краткосрочных цели — создание удобных функций помощи водителя. Их можно внедрять в коммерческие модели, наряду с существующими технологиями адаптивного круиз-контроля, автоматической парковки, реагирования на слепую зону (Blind Spot Information System в автомобилях Ford), предупреждений о съезде с полосы, предупреждения об угрозе столкновения и помощь при торможении. Всё это реализовано в серийных моделях.
Для экспериментальной модели автопилота написали специальное программное обеспечение и установили автомобильный компьютер, который сканирует окружающую местность с помощью четырёх лидаров (радиус сканирования 60 м). Дополняя картину информацией с других сенсоров, программное обеспечение Университета Мичигана динамически составляет 3D-модель окружающей местности
В новом поколении беспилотных Ford Fusion Hybrid инженеры избавились от двух из четырёх лидаров, но оставшиеся лидары обладают гораздо лучшими техническими характеристиками, в том числе более широким полем зрения. Кроме того, у них продуманный дизайн, так что лидары больше не торчат как рожки на крыше. Два 360-градусных лидара в форме шайб имеют увеличенный радиус действия, по сравнению с прежней моделью: около 200 м в каждом направлении. На крыше установлены также две дуги с тремя камерами. Ещё одна камера под ветровым стеклом. Дополнительные сенсоры ближнего и дальнего диапазона обеспечивают компьютерное зрение в дождь, туман и снегопад.
Инженер Ford закрепляет лидар на беспилотном автомобиле
Разработчики также значительно обновили автомобильный компьютер и программное обеспечение. Новое оборудование и сенсоры генерируют 1 терабайт информации в час, её нужно оперативно обработать. К тому же, такой вычислительный комплекс потребляет много энергии — вот почему беспилотные автомобили никогда не будут работать на бензине. Нужна хотя бы гибридная силовая установка, которая может стабильно снабжать электроэнергией компьютер.
Новый автомобильный компьютер Ford Fusion Hybrid занимает почти весь багажник
Главный инженер программы беспилотных автомобилей Ford Крис Брюйер (Chris Brewer) пишет, что электрические средства управления роботизированной машины в нынешнем виде уже близки к серийному производству. По его словам, автомобиль сочетает две технологии: автономная платформа и система виртуального водителя. Новая модель Ford предназначена для дополнительной разработки и тестирования, в первую очередь, системы виртуального водителя, что требует обработки большого объёма данных с сенсоров и больших вычислительных ресурсов.
Инженер Ford на конвейере по сборке и наладке беспилотных автомобилей
Ford считает, что их автомобили будут соответствовать 4-му уровню автоматизации автомобиля по стандарту SAE (международный стандарт J3016). Этот уровень предусматривает наличие «динамического автопилота», который способен реагировать на дорожную ситуацию даже в том случае, если человек-водитель не реагирует на сигнал и не берёт управление на себя, как положено. Задача в том, чтобы скопировать всё, что делает за рулём водитель-человек. То есть автопилот пытается интеллектуально копировать человеческое вождение — это и есть «система виртуального водителя» (virtual driver system).
Система виртуального водителя включает в себя сенсоры (лидары, камеры и радар), алгоритмы локализации и прокладки траектории, систему компьютерного зрения и машинного обучения, высокодетализированные 3D-карты и высокопроизводительный компьютер.
Автопилот использует данные из двух систем: 1) заранее подготовленных 3D-карт; 2) динамическую информацию с сенсоров для сверки с картой и для обнаружения объектов, которых нет на карте — это пешеходы, велосипедисты и другие автомобили. Система компьютерного зрения умеет даже распознавать сигналы регулировщиков с полосатой палочкой или без неё.
Автомобильный компьютер выполняет три задачи: обработка новой информации с сенсоров; принятие решений и управление автомобилем.
Теоретически, совмещение информации из двух систем позволит автопилоту справляться с вождением так же, как человек, или даже лучше человека, считает главный инженер Крис Брюйер.
Одновременно с выпуском новой модели Ford расширяет с 30 до 90 штук парк беспилотных автомобилей, которые проходят испытания на дорогах общего пользования в Аризоне, Мичигане и Калифорнии.
Компания Ford пока не отказывается от своего обещания выпустить полностью автономный автомобиль к 2021 году для такси. Инженер Ford добавил, что в конечном итоге такой автомобиль будет выпускаться без рулевого колеса и педалей.
Чтобы беспилотное такси всем понравилось, специалисты сейчас работают в том числе над решением нестандартных ситуаций: что делать беспилотнику, если пассажир оставил сумочку на сиденье, что делать, если он не закрыл дверь и в ней что- то застряло и т.д. «Будущее наступает. И мы не можем ждать», — говорит Крис Брюйер.
