История создания беспилотных автомобилей
Идея создания транспортного средства без водителя появилась очень давно. Ещё в 20-30е годы в разных странах достаточно активно проводились эксперименты по созданию машин на радиоуправлении. Например, в США построил и продемонстрировал несколько радиоуправляемых автомобилей Фрэнсис Гудина.
Один из первых радиоуправляемых автомобилей (США, 1921 г.)
В 1925 г. автомобиль, который сконструировал Гудина, проехал по улицам Нью-Йорка, едва не вызвав несколько аварий. Тем не менее машина впечатлила современников - она сама заводилась, переключала передачи и поворачивала руль.
В 30-е в разных странах проводились эксперименты по созданию радиоуправляемой военной техники. А в СССР накануне войны было создано даже 2 батальона "телетанков", принятых на вооружение. Впервые телетанки были применены во время советско-финской войны, но практика показала их неэффективность в реальных боевых условиях.
Второе дыхание идея беспилотных автомобилей получила после появления компьютеров. Ещё в начале 60-х годов многие инженеры были уверены, что появление на дорогах беспилотных автомобилей - это дело ближайшего будушего, может быть, конца 70-х или начала 80-х годов. Однако те прогнозы так и не оправдались - при разработке автомобиля, управляемого компьютером, нужно было решить целый ряд очень специфических и сложных задач.
Кстати, первый автомобиль, оснащённый бортовым компьютером и автопилотом, представила компания "General Motors", и произошло это ещё в 1956 г. "Firebird II" представлял собой, по задумке конструкторов, настоящую машину будущего. У машины был титановый корпус, два газотурбинных двигателя, позволявшие развивать скорость до 300 км/ч, встроенные телевизор и радио. На экран могли выводиться разные полезные данные о состоянии автомобиля, а кроме того, в машине был компьютер, способный в некоторых пределах управлять машиной самостоятельно. Правда для того, чтобы он мог поддерживать заданный курс, под дорогой нужно было проложить специальный кабель.
Firebird II
Видео - рекламный ролик GM об автомобиле будущего:
В 1969 г. американский программист Джон Маккарти пишет статью про автомобиль с компьютерным управлением. Он полагал, что в недалёком будущем пассажиру будет достаточно только указать пункт назначения при помощи клавиатуры, а компьютер полностью возьмёт на себя управление. В 1970 г. он же впервые сделал в прототипе систему технического зрения. Она позволяла автопилоту, получавшему информацию с телекамер, самостоятельно двигаться по дороге с нарисованной на ней белой полосой.
В 1980-е автомобили под управлением компьютера уже пытаются вывести в реальный мир. Самым успешным, по общему мнению, проектом этого периода стал беспилотный автомобиль Эрнста Дикманнса из Германии. Начались работы ещё в 1980 г. Чтобы разместить громоздкое компьютерное оборудование, был выбран 5-тонный фургон "Мерседес-Бенц". Управляя автомобилем, компьютер ориентировался лишь на изображения с камер. К 1986 г. Дикманнсу удалось научить свой автомобиль полностью автономному вождению по дорогам общего пользования.
Эти успехи впечатлили европейских автопроизводителей, и в 1987 г. был запущен масштабный и дорогостоящий проект "Эврика-Прометей" по разработке беспилотного транспорта. В проект сложились несколько автомобильных концернов, в общей сложности было потрачено 750 млн. евро. В рамках проекта были достигнуты впечатляющие успехи. В 1994-95 гг. два экспериментальных беспилотных автомобиля совершили несколько поездок по Европе на большие дистанции (более 1000 км). Они передвигались по дорогам общего пользования, развивая на отдельных участках скорость до 175 км/ч. И хотя без вмешательства человека в отдельных ситуациях всё же не обошлось, 95% дистанции машинами управлял компьютер. В частности, он самостоятельно поддерживал дистанцию, менял полосы и совершал обгоны.
Видео - беспилотные автомобили Дикманнса:
Ещё одним известным проектом 1980-90 гг. был американский "Navlab". Он был начат в 1986 г., а в 1995 г. очередной прототип использовали для демонстрационной поездки "без рук по всей Америке". Машина смогла проехать 4500 км, из них только 80 км под управлением человека.
Один из вариантов "Navlab"
В 21 веке разработки беспилотных авто вошли в новую фазу. Технологии достигли, наконец, того уровня, чтобы сделать автомобиль полностью беспилотным. Появились быстродействующие компьютеры, способные обрабатывать всю информацию с камер в режиме реального времени, системы спутниковой навигации, лидары, позволявшие сканировать местность при помощи лазерного луча.
Но может ли автомобиль-робот даже при помощи всего этого комплекса сложного оборудования двигаться самостоятельно от начала и до конца по сложному маршруту? Отличным тестом для подобных автомобилей стали соревнования, организованные небезызвестной DARPA.
В 2004 г. DARPA организовала первые гонки для беспилотных автомобилей - DARPA Grand Challenge, в которых автомобили самостоятельно должны были преодолеть маршрут длиной около 230 км по пересечённой местности. Увы, первые пробы закончились полным провалом. Лучшая из машин-участниц первого конкурса прошла лишь пять процентов всей дистанции, а 7 из 15 даже не смогли покинуть стартовую зону.
В 2005 г. соревнования были проведены повторно - и на этот раз со значительно большим успехом - примерно 210 км дистанции преодолели 5 автомобилей (из 23), а лучший из них справился с задачей за 6 часов 54 минуты.
В первых соревнованиях машины проходили дистанцию хоть и по достаточно сложной, но всё же открытой местности. В 2007 г. DARPA решила организовать соревнование в городских условиях - DARPA Urban Challenge.
В настоящий город, роботов, правда, выпускать не решились, а создали искусственные городские условия на заброшенной военной базе. Были имитированы здания, перекрёстки, дорожная разметка и т. п., а кроме того, чтобы имитировать дорожное движение, по улицам специально разъезжали и автомобили с водителями-людьми. Автомобилям-роботам предстояло преодолеть маршрут протяженностью 96,5 км. При этом они должны были ещё и соблюдать правила дорожного движения, например, останавливаться на светофорах. В результате до финиша добрались 6 автомобилей, а победителем, заработавшим для своих создателей приз в размере 2 млн. долларов, оказалась машина, названная "Босс", созданная сборной командой Университета Карнеги-Меллона и компании General Motors. Средняя скорость его движения по трассе оказалась при этом равной всего 22,5 км/час.
"Босс"
При этом, для того, чтобы компьютер мог ориентироваться на трассе, машину обвесили кучей (27) датчиков, включая как множество простых видеокамер, так и активных систем контроля обстановки, например лазерных радаров (лидаров). Естественно, пришлось разработать и очень сложное программное обеспечение, работу которого обеспечивало железо, содержащее в своём составе 10 процeссоров Core 2 Duo.
Видео - DARPA Urban Challenge:
Вдохновлённые успехами, в Generel Motors тут же заявили, что готовы обеспечить беспилотными автомобилями всех желающих уже к 2018 году. "Большинство необходимых технологий уже существуют: адаптивный круиз-контроль, датчики движения, система предупреждения о смене ряда движения, система стабилизации и GPS-позиционирование, - отметил вице-президент компании Лари Бернс. - Автомобили, способные передвигаться без водителя, могут снизить количество аварий и пробок ". Как мы видим, данные заявления оказались несколько оптимистичными, но всё же беспилотное будущее с каждым годом всё ближе.