Тест-драйв со вкусом будущего Где увидеть беспилотный паркон, умные светофоры и дроны-охотники за ДТП
Забавная судьба у этого беспилотника. Встречные водители его побаиваются. Не потому, что машину ведет робот: об этом мало кто догадывается, так как по закону за рулем всегда должен сидеть оператор, пусть и не касающийся руля и педалей. А потому, что автомобиль служит «парконом» — выписывает штрафы за неоплаченную парковку. Боятся его и луддиты новейшего времени: в их глазах робот, замаскировавшийся под обычный «Солярис», словно какой-то десептикон — первый агент будущего «Скайнета», который вскоре поработит человечество.
Лидар на крыше и надпись на лобовом стекле — это все, что отличает беспилотник от обычной машины
А беспилотник, кажется, сам слегка на нервах. Его беспокоят нарушители правил дорожного движения: пешеходы, внезапно выбегающие на проезжую часть, криво припаркованные автомобили, спешащие на красный свет велокурьеры. Автомат по-ученически тормозит перед неожиданным препятствием и обдумывает, как его объехать.
Однако неуверенность робота — кажущаяся. Большие экраны, закрепленные на спинках передних сидений, позволяют взглянуть на мир «глазами беспилотника» и убедиться, что он видит все. Зеленые очертания дорожного полотна, бордюров и зданий настолько четкие, что похожи на видео, но это 3D-модель, то есть не просто картинка, а набор бесчисленных координат, которые понятны компьютеру. По тротуару идет красный человек — его «видит» лидар, лазерный радар. Позади нас такой же красный автомобиль уже взят в рамку — это значит, что электронный мозг распознал его и отслеживает приближение.
На экране сочетание цифровой модели дороги и «радарного зрения». Таким видит мир беспилотник
Немного дерганый стиль вождения — побочный эффект первого прототипа. Более новый беспилотник на базе «Лады» ездит плавно, как будто за рулем живой человек. У «младшего брата» тоже есть работа: изо дня в день он возит биоматериал для анализов на COVID‑19 по территории Первой Градской больницы.
, директор ГБУ «МосТрансПроект»:Некоторые эксперты считают, что 98 % ДТП исчезнут, по мере того как автомобили будут становиться беспилотными. Робот не превышает скорость, не рискует, выезжая с прилегающей территории, не паркуется в неположенных местах и не садится за руль пьяным. Беспилотные машины берегут природу — даже сейчас, когда речь идет еще не об электромобилях, а о бензиновом транспорте. Экономичный стиль вождения робота без лишних ускорений и торможений ведет к улучшению экологических показателей. Беспилотники подарят человеку время для работы, хобби, жизни. А еще помогут лучше почувствовать город, его ритм и дух. Ведь мы воспринимаем городскую среду только в движении из пункта А в пункт Б, а не когда сидим дома или в офисе. В пути есть на что посмотреть, помимо светофоров и дорожной разметки. Как видите, беспилотный транспорт нормально сосуществует с обычным, «пилотируемым». Переходить к роботизации можно плавно. К массовой трансформации пока не готово законодательство и страховой рынок: неясно, кто будет нести ответственность в случае ДТП, если за рулем не было оператора. А технологии полностью готовы. Мы готовы. С одной оговоркой: мы убеждены, что беспилотники в городе должны использовать единый цифровой двойник дороги
Матрица повсюду
В просторном кабинете на 60-дюймовом экране что-то вроде компьютерной игры. Графика, конечно, не как в «Киберпанке 2077», но гораздо четче, чем в «Майнкрафте». Среди затененных строений выделена проезжая часть с яркой разметкой и дорожными знаками. Наметанный взгляд легко распознает на картинке Кривоколенный переулок, переходящий в Потаповский, здание «МосТрансПроекта». Это цифровая модель дороги, ЦМД: буквально 3D-модель дорожного полотна и других инфраструктурных объектов с точностью позиционирования 2 миллиметра.
В базу данных ЦМД в реальном времени стекается множество статистических показателей
Увеличиваем перекресток и кликаем на виртуальный дорожный знак. Это 3.27, «Остановка запрещена». Открывается список из 17 параметров, в том числе координаты знака: широта и долгота с точностью не до каких-то секунд, а с 9 знаками после запятой. Здесь видно, кто и когда установил знак, какие ведомства и конкретные люди его согласовывали. О существовании знака отлично знает проезжающий мимо беспилотник, которому даже не приходится напрягать свое компьютерное зрение, чтобы его прочитать.
Некоторые объекты, отмеченные на карте, не существуют в реальности. Они находятся в стадии проектирования. Процесс согласования отражается здесь же: к распределенной базе данных имеют доступ ГИБДД, Мосгортранс, Центр организации дорожного движения (ЦОДД), Администратор Московского парковочного пространства (АМПП), органы исполнительной власти и другие ведомства. Они могут вносить предложения и корректировки. Благодаря облачной базе любой нужный объект согласовывается и появляется на цифровой дороге быстрее, будь то светофор, знак, разметка, бордюрный камень или даже новое здание. После установки знака рабочие уточняют его координаты и отправляют в базу данных.
, директор ГБУ «МосТрансПроект»:Главная ценность точной цифровой модели дороги заключается в том, что она экономит вычислительные ресурсы беспилотника и позволяет ему сосредоточить их на отработке неожиданных ситуаций, возникающих на дороге. Без карты робот вынужден анализировать изображение с видеокамер и вычислять, где находится край дороги, что написано на знаках, что означает разметка. Когда есть ЦМД, ему достаточно ориентироваться на простые привязки. Например, увидев знак (треугольник, круг или квадрат), он может не считывать его: назначение знака и так известно. Зато по знаку, координаты которого тоже есть в базе, разом вычисляется множество параметров: где располагаются края дороги, сколько осталось до перекрестка, где ждать следующих знаков и где находится сам автомобиль. Освободившиеся ресурсы машина тратит на анализ неожиданных факторов. Мы тестировали модель на соревнованиях беспилотников „Зимний город“ на полигоне НАМИ. Нужно было проехать 50 км в тяжелейших зимних условиях, старт давали днем, а финиш был уже в темное время суток. Под колеса бросали из пушек снег, на дорогу неожиданно выходили деревянные „пешеходы“. Беспилотники ориентировались в сложнейших ситуациях, в которых даже человеческое зрение дало бы слабину. Роботы могут ездить и без цифровой модели дороги, но гораздо медленнее. Я не знаю ни одного беспилотника, который ездил бы без карты. Просто автопроизводители обучают машины „на собственном опыте“: у каждого есть своя карта и своя система распознавания. Однако централизованная навигация поможет беспилотникам действовать на дороге согласованно. Кроме того, ЦМД позволяет городу оперативно регулировать движение. Например, если на бульваре проводится ярмарка выходного дня и движение перекрывается, автомобили просто не поедут туда, а их владельцы не столкнутся с неприятным сюрпризом на месте
Островок стабильности
В далеком будущем, когда все автомобили станут беспилотными, дорожные знаки будут не нужны, как километровые столбики, которые на фоне распространения GPS-навигаторов выглядят анахронизмом. Но даже самая фантастическая картина мира не обходится без светофоров: ведь в дорожном движении участвуют не только автомобили, но и пешеходы.
Светофоры были и будут всегда и повсеместно. Поэтому в «МосТрансПроекте» считают, что они могут не только уравнивать в правах автомобилистов и пешеходов, но и выполнять множество других важных функций: освещать улицу, оповещать людей об опасности, раздавать Wi-Fi, ловить преступников и даже помогать устраивать праздники.
Обширный функционал умного светофора не бросается в глаза: вся электроника спрятана в корпус
В прототипе умного светофора есть видеокамера, мощная аудиоколонка, датчики температуры, влажности и углекислого газа, беспроводной роутер. Также есть датчик освещенности, его можно испытать прямо в помещении: прикрываем окошко рукой, имитируя сумерки, и светодиодная подсветка освещает пространство около прибора. Ждать зеленого сигнала на освещенном перекрестке не только приятно, но и безопасно.
Город — это единый организм, который видит, слышит и чувствует, что происходит на дорогах прямо сейчас
Колонка нужна светофору, чтобы передавать горожанам голосовые сообщения, например об ухудшении погодных условий, на каждый перекресток города. Также она может транслировать музыку в праздник или проигрывать рекламу. Датчики мониторинга окружающей среды отслеживают не только погоду, но и возникновение пожара. Камера фиксирует нарушения правил дорожного движения и ДТП, но может и выследить преступника, подключившись к системе распознавания лиц.
, директор ГБУ «МосТрансПроект»:Светофор для города может стать тем же самым, что и смартфон для человека. Выбор неслучаен. В городском ландшафте сложно найти точку подключения к электричеству. Конечно, можно развесить отдельные камеры, метеодатчики и роутеры на столбах и зданиях, но к каждому из них придется тянуть кабели питания и связи. К светофорам коммуникации давно подведены, и чтобы получить все современные блага, достаточно заменить старый ламповый светофор на умный. Светофорные камеры повышают эффективность системы распознавания лиц. Чтобы перейти улицу, человек должен поднять глаза и посмотреть на светофор, то есть фактически заглянуть в камеру. А уж если он еще и время с температурой показывает… Все мы помним из детства: проезжая мимо в троллейбусе, всегда поднимаешь глаза на заводские часы, пусть даже на руке у тебя есть свои собственные. Но кроме бытового удобства есть и задачи общегородского характера. Каждый светофор должен быть подключен к центральной системе управления движением. В Туле и других городах, где у нашего института развернуты проекты, существует библиотека планов координации. В зависимости от дорожной ситуации автоматически запускается один из алгоритмов регулирования движения. Скажем, если на перекрестке образовался крупный затор, мы можем придержать транспортный поток за несколько перекрестков до этого, чтобы новые автомобили не усугубляли тяжелую ситуацию. Город может действовать как единый организм, который видит, слышит и чувствует, что происходит на дорогах прямо сейчас. Его органами чувств должны стать светофоры, потому что они были и будут всегда
Использованные источники: Материал опубликован в журнале «Цифровой океан» № 6, 2021, Сафрон Голиков
