Почему не спорткар и зачем эта коробка на крыше: ответы на вопросы о беспилотном автомобиле «Яндекса»

Менеджер по продукту vc.ru прокатился на беспилотнике «Яндекса» и задал его разработчикам несколько простых вопросов.

Почти все прототипы беспилотных автомобилей, которые испытываются на дорогах общего пользования, совсем не похожи на концепты из будущего. Это обычные серийные автомобили, на крыше которых установлены большие «коробки» странной формы с разными датчиками. Набор и количество датчиков, форма «коробки» могут отличаться в зависимости от компании. Например, так выглядит беспилотник Uber:

Так Google:

А так выглядит беспилотник «Яндекса»:

В большой «коробке» на крыше беспилотника «Яндекса» установлены три лидара, пять камер, антенны GPS и прочее оборудование. В передний бампер встроены ультразвуковые датчики, а вдоль корпуса протянуты большие связки проводов.

Датчиков и оборудования действительно может быть меньше, чем установлено в тестовых прототипах. Сейчас разработчики применяют как можно больше инструментов для того, чтобы собирать максимальный объём данных для улучшения алгоритмов. К примеру, за 20-минутную поездку по Москве беспилотник «Яндекса» собрал несколько сотен гигабайт информации.

Однако даже в будущем самоуправляемому автомобилю, скорее всего, не хватит одного лидара или одной камеры для того, чтобы безопасно передвигаться по улицам. Во-первых, причина в очевидных ограничениях каждой из технологий, а во-вторых, в достоверности данных, полученных всего от одного источника.

Например, камера не сможет дать точных данных о расстояниях до каждого из объектов вокруг. Кроме того, при малейшем загрязнении линзы машина уже не может опираться на эти данные.

Основной источник данных для беспилотника (на сегодня) — лидар. Внутри устройства находится набор лазеров, которые делают десять оборотов в секунду. Прибор с помощью лазерного излучателя сканирует окружающее пространство и на основе информации об отражениях лучей позволяет составить трёхмерную карту с точными расстояниями до всех объектов вокруг машины.

В беспилотнике «Яндекса» используется сразу три лидара — один сверху и два боковых под углом. Разработчики компании объясняют, что боковые лидары используются для слепых зон и в будущем от них можно будет отказаться — например, в пользу ультразвуковых датчиков приближения, которые используются сейчас в серийных автомобилях.

Несмотря на точность полученной информации, данных одного лидара недостаточно для беспилотного автомобиля. Основная проблема — лидар не различает цвета. Он увидит столб со светофором, но не поймёт, горит ли на нём запрещающий красный цвет. Аналогично не получится с помощью лидара распознать дорожный знак и разметку.

Сейчас разработчики беспилотных автомобилей ищут оптимальное соотношение количества датчиков и достоверности информации, получаемых от них. Поэтому, во-первых, в ближайшем будущем количество камер, датчиков, лидаров действительно уменьшится, а сами они станут компактнее.

Во-вторых, автопроизводители интегрируют системы в корпус автомобиля. Например, лидар уже устанавливается в серийные Audi A8 прямо в бампер. Поэтому в будущем беспилотный автомобиль уже нельзя будет распознать в потоке из-за торчащих во все стороны лидаров и датчиков.

«Яндекс» строит свой флот беспилотных машин на базе гибридных Toyota Prius. Автомобиль был выбран не из вкусовых предпочтений разработчиков. Для построения беспилотника инженеры «Яндекса» искали машину, которая бы удовлетворяла техническим требованиям.

Во-первых, смотрели на машины с системами помощи водителю — автоматическая парковка и круиз-контроль. В таких автомобилях электронная система уже имеет доступ к управлению рулём и педалями, что заметно упрощает разработку.

Также обращали внимание, насколько сложно получить доступ к электронными системам машины. Очевидно, что производители не предусматривают использование серийных автомобилей в качестве основы для беспилотников, поэтому разработчикам приходится «взламывать» машины.

Во-вторых, питание. Для работы компьютера, производящего все вычисления в беспилотной машине, нужен хороший источник энергии. Поэтому среди беспилотных машин чаще всего встречаются гибриды — автомобили с ёмкими аккумуляторами.

Вероятно, есть ещё и третья причина. Источник в одной из автокомпаний предположил, что «Яндекс» выбрал Toyota, так как у автопроизводителя нет собственной беспилотной программы. В 2014 году президент компании Акио Тойода вовсе заявлял, что Toyota займётся беспилотниками лишь тогда, когда они смогут превзойти водителя, например, в длинной гонке.

Примечательно, что спустя четыре года Toyota пересмотрела свою позицию и теперь пытается угнаться за другими компаниями, разрабатывающими беспилотники.

В машине «Яндекса» установлен обычный офисный монитор, на котором в прямом эфире визуализируется окружающий мир. Сверху и снизу экрана — изображения с камер с наложением технической информации. По центру — схематичное изображение дороги, собранное на основе информации от всех датчиков, лидаров и камер. Именно так машина и видит окружающий мир.

Беспилотник обозначает машины в потоке в виде цветных кубов, а пешеходов — в виде цилиндрических столбиков. Преграды — остановившиеся впереди автомобили, пешеходы, переходящие дорогу, получают ещё и изображение красного забора.

Мы подъезжаем к светофору рядом с Лужниками. Впереди — автомобиль, справа — ряд припаркованных машин, слева — небольшой грузовик. Будучи водителем, я слежу за действиями впереди стоящей машины, ожидая, когда она начнёт движение вместе с зелёным сигналом светофора.

Однако на мониторе в этот момент видно, как на противоположной стороне перекрестка совершают манёвры две машины, а ехавшая сзади в нескольких автомобилях от нас машина решила припарковаться. Водитель чаще всего даже не видит подобные передвижения.

Поэтому задача не научить беспилотник видеть лучше человека — он это уже умеет, а научить его реагировать на непредвиденную дорожную ситуацию не хуже человека.

Для движения беспилотного автомобиля по улицам городов нужны подробные карты — простого построения маршрута в «Яндекс.Навигаторе» недостаточно. Беспилотник должен изучить местность — просканировать ширину дороги, запомнить знаки, построить маршрут с учётом движения по полосам и так далее.

Для построения такой карты достаточно несколько раз проехать по маршруту в ручном режиме, рассказывают в «Яндексе». При этом единого стандарта для хранения подобных данных нет — каждая компания сохраняет их в своём формате.

С включением зелёного сигнала светофора беспилотник начинает медленно поворачивать направо и останавливается, чтобы уступить дорогу пешеходу, только что подошедшему к переходу. Через секунду водитель едущей сзади машины начинает нервно сигналить: «Мол, едь, чего уступаешь». И это несмотря на то, что автомобиль по кругу обклеен наклейками «Беспилотный автомобиль».

Разработчики признаются, что на дорогах Москвы не самая простая обстановка для беспилотника. Столичные водители редко пользуются поворотниками и уступают дорогу, подрезают при перестроении, часто совершают резкие манёвры.

Только за короткую поездку вокруг офиса «Яндекса» беспилотный автомобиль столкнулся с несколькими нетипичными ситуациями — рабочий с тележкой идёт прямо навстречу машине, автобус едет между двумя рядами, водитель открыл дверь, не посмотрев в зеркало, «Газель» заехала одним колесом на тротуар. Автомобиль всё видит и притормаживает перед вероятной опасностью.

Ехать не страшно — возможно, из-за того, что за рулём всё время находится водитель, который в любой момент может вмешаться в ситуацию. Перемещение на беспилотнике скорее пока похоже на поездку с неопытным водителем за рулём, который постоянно перестраховывается и ещё не научился плавно нажимать на педали.

Но даже на таком уровне ощущения от этого всего невероятные, потому что во время поездки не покидает ощущение, что будущее уже за углом — осталось всего лишь решить набор технических вопросов.

#яндекс #яндекстакси #беспилотники #тестдрайв