Финал соревнования беспилотных автомобилей «Зимний город» с комментариями команд

Во вторник на полигоне НАМИ прошёл финал «Зимнего города», и я никак не думал, что технологический конкурс может быть настолько неожиданным, спорным и местами даже драматичным.

Материал подготовлен Telegram-каналом «Беспилотный Запорожец».

«Зимний город» — русская версия DARPA Grand Challengе, известного соревнования, первоначально запущенного Минобороны США в 2004 году для разработки военных машин, способных самостоятельно передвигаться по пересечённой местности, полной песка, мин и нефти.

В дальнейшем конкурс трансформировался в соревнование беспилотных автомобилей в городских условиях. По сути, благодаря этому конкурсу сформировалась вся американская индустрия селф-драйвинг.

В нашей версии беспилотники должны были бороться со сложными условиями русской зимы: низкими температурами, скользким покрытием, припорошёнными снегом линиями разметки и дорожными знаками, снегопадом, мешающим системам технического зрения.

На деле на улице было +4 °С, и организаторам пришлось специально привезти на трассу снег и сделать имитацию заснеженных знаков. В конечном счёте зимний город вообще стал ночным, но об этом позже. Организаторы конкурса — РВК, «Сколково» и АСИ. Главный приз — 175 млн рублей.

Итак, в финале конкурса, который начался ещё летом 2018 года, оказались пять команд: НГТУ (Нижний Новгород), StarLine (Санкт-Петербург), «Авто-РТК» (Таганрог, Курск), «Зимний город МАДИ» (Москва) и BaseTrack (Москва).

У меня было примерно полчаса, чтобы походить по боксам перед стартом. С некоторыми из команд, например с BaseTrack и StarLine, я уже был знаком.

Команда из Нижнего Новгорода использует «Газель» на электротяге. Этот момент окажется важным впоследствии. Заглянуть внутрь машины возможности не было.

Команда StarLine выбрала в качестве базы Škoda Superb. По количеству сенсоров это, пожалуй, самый мощно укомплектованный автомобиль среди всех финалистов и, наверное, самый дорогой по стоимости всего оборудования. Одних лидаров я насчитал пять штук. Виден большой опыт команды в работе с железом.

Аккуратные решения по размещению оборудования, чувствуется хорошая инженерная школа.

В одном из материалов про команду читал, что у них были проблемы с доступом к мозгам машины по CAN-шине, поэтому использовали альтернативные решения для контроля некоторых управляющих элементов. Видел снимок, где режимы работы АКПП переключались с помощью механического рычага.

Команда использует Ford Focus с одним лидаром, пообщаться с командой, к сожалению, не получилось.

У ребят из BaseTrack также электрическая ГАЗель. Использование электромобиля упрощает некоторые моменты при постройке беспилотника. Но у каждой медали есть обратная сторона – также, как и для команды НГТУ, это окажется важным впоследствии.

У BaseTrack особый путь. Это единственная команда, которая использует альтернативный подход к беспилотным режимам движения.

Её машина едет по жёстко прописанной заранее виртуальной траектории, как по рельсам. С одной стороны, это даёт повышенную надёжность, с другой — сильно ограничивает области применения технологии.

Цель соревнования — первым приехать к финишу, преодолев технологический барьер в 50 пройденных километров менее чем за три часа. Три часа — общее время с учётом возможных штрафов, которые начисляются за нарушения: превышения скорости, проезды на красный свет (+10 минут), наезды на стоп-линию (+1 минута).

Полный технический регламент и конкурсное задание можно скачать на сайте конкурса, про штрафы — на 18 странице.

50 километров были разбиты на 10 кругов, по 5 километров каждый. На каждом круге машина должна была проезжать 27 чекпоинтов (каждый раз одних и тех же) по любой удобной траектории.

Например, команда StarLine ни разу не проезжала под железным навесом, который имитировал туннель и возможно влиял на точность сигнала GPS.

Командам предоставлялась HD-карта дороги, составленная командой «Мостранспроекта», что на порядок снизило сложность задачи.

Получается, что командам нужно было распознавать только сигналы светофоров и другие автомобили на трассе. Помимо автомобилей команд, по трассе специально ездили живые люди (их прозвали имитаторами) на дрифтовых корчах с каркасами безопасности – в основном «жиги», один Nissan 180SX и «мерин».

Эти машины нужны для были для более правильной имитации городского движения.

В каждой машине (и команд, и имитаторов) были расположены трекеры от организаторов, которые измеряли пройденное расстояние и передавали координаты машины, позволяя зрителям наблюдать за происходящим в реальном времени на большом экране. Также по полигону расставили 12 камер, показывающих основные точки трассы.

Мне понравилась конфигурация трассы с обилием различных объектов: железнодорожных путей, пешеходных переходов, «лежачих полицейских», участков с односторонним движением, нерегулируемых перекрестков, участков с грунтовой дорогой, проездов через парковку, кругового движения.

Стартовали команды одновременно, но в разных частях трассы.

Около половины третьего прозвучал сигнал, и всё началось. Машины поехали, люди поехали, в главном шатре — команды за мониторами, на сцене комментаторы рассказывают о происходящем.

Проходит около 20 минут чистого времени гонки, я успел везде походить, немного поснимать происходящее. Появились явные фавориты — команда «Авто-РТК» и вплотную к ней двигающаяся команда StarLine. Далее шли остальные — МАДИ, BaseTrack и НГТУ.

И тут в конце первого круга на 20 чекпоинте автомобиль МАДИ останавливается, выехав на нерегулиремый перекресток после большой петли. Я отметил его на карте, назвав Перекрёсток Судьбы, (дальше вы поймете почему):

На этот перекресток автомобили выезжают после двухполосной дороги с односторонним движением. Ford МАДИ двигался по правой полосе. Очень скоро в этой полосе его догнал автомобиль команды BaseTrack и остановился, не выезжая на перекресток. Остальные команды сначала объежали образовавшийся затор по левой полосе.

Но на повторном проезде этого участка автомобиль StarLine, двигаясь по левой полосе, внезапно остановился, не доезжая полтора корпуса до BaseTrack.

За автомобилем StarLine появилась Kia «Авто-РТК». Увидев в своей полосе препятствие в виде машины StarLine, Kia перестроилась в правую полосу. И наткнулась там на уже стоящий BaseTrack (который, напомню, остановился из-за застывшего автомобиля МАДИ).

После этого машина «Авто-РТК» попыталась перестроиться обратно в левую полосу, проехав между стоящими StarLine и BaseTrack. В принципе места там хватало, и водитель-человек выполнил бы маневр, но алгоритмы выбрали острожный путь: не рисковать, и автомобиль остановился по диагонали между на двух полосах.

В конце концов в хвост пробки по правой полосе подъехала «Газель» команды НГТУ и теперь уже встали все беспилотники окончательно.

После длительного простоя стало понятно, что само по себе в беспилотном режиме уже ничего не произойдет, машины перевели в жёлтый режим паузы, и команда судей стала решать, что делать. У судей вообще была в этот день самая сложная работа.

После обсуждений решили дисквалифицировать команду «Авто-РТК», так как после окончания именно маневра Kia оказались заблокированы обе полосы и дальнейшей движение по трассе стало невозможным. В этом конечно есть своя логика, нужно детальнее изучать технический регламент соревнования, чтобы оценить, насколько решение было справедливым.

Мне оно не понравилось по нескольким причинам, по-моему нужно было дисквалифицировать команду МАДИ, так как:

Итак, в ручном режиме убирают Kia «Авто-РТК», автомобили переводят из жёлтого режима технической паузы в зелёный режим беспилотного движения, и... ничего не происходит. Автомобиль МАДИ продолжает стоять, за ним вплотную стоит ГАЗель BaseTrack, чуть подальше на левой полосе Škoda StarLine, в правой — «Газель» НГТУ.

В какой-то момент StarLine начинает движение задним ходом, потом останавливается и ныряет в правую полосу, вклиниваясь перед НГТУ. Теперь точно всё, больше эта пробка с Перекрёстка Судьбы никуда не сдвинется.

Идёт долгое время ожидания, судьи спорят, пытаются принять решение. Чистого времени гонки прошло около 50 минут, но реального времени ожидания со всем включённым оборудованием — несколько часов.

Время 17:00, уже совсем темно, ухожу на обед. Тут кому-то по рации сообщают, что в 18:00 будет полный рестарт конкурса с сохранением пройденной дистанции и прошедшего чистого времени.

Помните, я писал, что команды BaseTrack и НГТУ используют электрические машины? Так вот, час движения и несколько часов в режиме ожидания со всем включённым оборудованием привели к тому, что у команд уже не оставалось запаса энергии, чтобы проехать дистанцию доконца после рестарта.

Поэтому командам пришлось отказаться от участия в рестарте конкурса и подавать аппеляцию, так как, по их мнению, в связи с рестартом был нарушен технический регламент.

Я не знаю, почему в рестарте не участвовала команда «Авто-РТК»: или потому, что их ранее дисквалифицировали и не допустили к рестарту, или потому, что они сами по каким-то причинам отказались.

Итак, в 18:20 звучит стартовый сигнал, оставшиеся машины: Ford МАДИ и Škoda StarLine, начинают движение.

Машины едут в хорошем темпе, но StarLine — явный фаворит. Через несколько кругов Ford останавливается перед светофором, пропускает один зелёный, потом второй... За машиной собирается пробка, две машины с имитаторами, после — беспилотник StarLine.

Возможности объехать Ford, не нарушая ПДД, нет, встречка отделена сплошной. Судьи дают, кажется, три минуты на возобновление движения.

Ситуация не меняется, команду МАДИ дисквалифицируют. В ручном режиме машину увозят с трассы. Теперь остаются только Škoda StarLine, несколько машин имитаторов и технологический барьер.

В очень хорошем темпе, проезжая пятикилометровые круги меньше чем за 15 минут, автомобиль StarLine уверенно движется к преодолению технологического барьера и главному призу в 175 млн рублей.

В таком режиме проходит больше часа, всем становится очевидно, что гонка близится к понятному финалу. Возросший темп прохождения трассы по отработанной траектории позволяет предположить, что автомобиль приедет к финишу с хорошим запасом в 30–40 минут.

Внезапно объявляют техническую паузу по просьбе судей. Оказывается, даёт сбой оборудование, предоставленное организаторами, и трекер в машине StarLine периодически теряет сигнал.

Замена трекера, двухминутная готовность, и гонка продолжается. Снова проблемы с трекером, опять замена. Все немного волнуются, предвкушая скорый торжественный финал.

Снова звучит сигнал технической паузы, но на этот раз дело не в трекере, что-то произошло на Перекрёстке Судьбы. Выходим из шатра, двигаемся по мосту в сторону перекрёстка вдоль трассы.

Чем ближе подходим, тем выше напряжение, кто-то говорит об аварии. Инстинктивно переходим на бег, достигаем места. ДТП! Škoda воткнулась «мордой» между двух бетонных блоков. Помят и расколот бампер, немного крыло, погнуто крепление лидара.

Вызывают эвакуатор с манипулятором, он не может проехать к месту происшествия, обе полосы заблокированы остановившимися машинами имитаторов.

Один из имитаторов пытается открыть водительскую дверь дверь «жиги», её заклинило, кто-то кричит на него, чтобы поскорее убрал машину, он пролезает через пассажирскую дверь.

К этому моменту приезжат второй эвакуатор на всякий случай, потому что кажется, что машина висит передом на бетонном блоке. Манипулятор сдвигает блок, команда отгоняет машину.

Собираются судьи, команда с инженерами на борту проезжает несколько десятков метров, проверяет и настраивает оборудование, вероятно, отключает передний лидар.

Команда сообщает о готовности продолжать участие в соревновании. Люди вокруг не понимают, возможно ли это в соответствии с техническим регламентом. Все наблюдали, как сняли команду «Авто-РТК» за остановку, потом команду МАДИ, неужели разрешается продолжить движение после ДТП?

Оказывается, да. Несмотря на аварию и повреждения, автомобиль продолжает движение, проезжает итоговые 50 километров с чистым временем в 2 часа 47 минут и останавливается.

Уже позже все узнают, что по решению судей команда получила штрафов на 73 минуты и, таким образом, не преодолела технологический барьер.

«Зимний Город» 2019 года остаётся без победителя.

Когда в Штатах, 14 марта 2004 года, стартовал первый конкурс DARPA Grand Challenge, ни одна из команд не доехала до финиша трассы длиной в 150 миль (около 240 километров). Лучший результат показала команда из Университета Карнеги — Меллон на автомобиле Humvee, и он составил всего лишь скромные 7,3 мили (около 11 километров).

Но всего лишь через год, на следующем конкурсе, всю дистанцию преодолели сразу пять машин, причём первые четыре — с минимальной разницей во времени: 6:54, 7:05, 7:14, 7:30!

Люди, участвовавшие в этих конкурсах, впоследствии основали важнейшие компании в индустрии, например проект Chauffeur, всем известный сейчас как Waymo, подразделение Google по беспилотным технологиям.

Жизнь — неидеальная, но очень интересная история.

Огромная благодарность пресс-секретарю МосТрансПроекта Марине Курганской за приглашение на событие.

Материал подготовлен Telegram-каналом «Беспилотный Запорожец». Связь с автором — Facebook или Тelegram.

#беспилотники #гонки