На автопилоте по бездорожью

Ольга Вандышева
2 ноября 2015, 00:00

Разработка беспилотного КамАЗа, который может быть запущен в серийное производство уже через шесть лет, имеет все шансы вывести Россию на мировые рынки автопрома и вернуть нашу страну в глобальную экономическую игру

В Набережных Челнах впервые публично представили одну из самых амбициозных разработок российского автопрома последнего десятилетия —- беспилотный КамАЗ. Инновационный грузовик демонстрировался на территории научно-технического центра Камского автозавода, где он самостоятельно преодолел дистанцию, объехал встречные препятствия и выполнил все маневры, посылаемые с пульта управления. В том числе развороты, змейки и остановку перед пешеходами. Те же самые действия были проделаны в составе колонны из двух автомобилей. Ожидается, что в серийное производство роботизированные грузовики будут запущены в 2022 году. К этому времени беспилотники смогут видеть и понимать дорожную обстановку лучше человека. Благодаря этому движение станет безопаснее, потребление топлива снизится, а автотранспортные перевозки будут дешевле, чем железнодорожные. С такими прогнозами сегодня выступают все отечественные и зарубежные эксперты, так как создание «умных» машин уже давно один из главных трендов мирового автопрома. Ведущие автопроизводители активно занимаются проектированием машин-роботов, которые в конечном итоге должны привести к революционным изменениям в автомобилестроении. Уже в 2035 году до 90% всех продаваемых грузовиков и легковушек будут беспилотными, а их совокупный рынок составит порядка 600 млрд долларов. На этом фоне наш КамАЗ при благоприятном развитии событий лет через пятнадцать сможет занять 5–6% этого рынка в своем классе. А Россия имеет все шансы вернуть свои позиции в грузовом сегменте глобального автопрома. Тем более что отечественные модели, как утверждают разработчики, смогут успешно передвигаться не только по современным шоссе и автобанам, но и по бездорожью в плохую погоду.

Вкалывают роботы, люди отдыхают

Проект реализуется в рамках программы «Национальная технологическая инициатива» (НТИ). О ее запуске в прошлом году объявил Владимир Путин, подчеркнув, что она является одним из приоритетов государственной политики. Ответственность за реализацию НТИ, которая нацелена на создание новых рынков и генерирование условий технологического лидерства России к 2035 году, возложена на Агентство стратегических инициатив (АСИ). В целом программа охватывает около десяти направлений. Однако первоочередное финансирование из госбюджета получат четыре проекта: беспилотные летательные аппараты, беспилотный морской транспорт, беспилотные автомобили и искусственные компоненты сознания и психики. Сейчас наиболее успешна именно разработка беспилотного грузовика на базе КамАЗа-5350. Кроме автозавода в проекте участвуют «Татнефть» и «Союз-Агро», а также группа компаний Cognitive Technologies и НИТУ МИСиС. Первые две структуры будут отвечать за организационные вопросы и финансовую поддержку проекта, а вторые две — за создание искусственного интеллекта.

Монтаж оборудования на беспилотном КамАЗе, разработка которого началась в 2014 году, завершился в начале мая. На проектную модель были установлены комплектующие, необходимые для автономного движения. Это видеокамеры, системы связи и бортовые компьютеры, а также специальные радары и активные оптические сенсоры, источающие лазерные лучи в сторону цели во время движения. Кроме того, был собран мобильный пункт дистанционного управления (джойстик). В июне грузовик прошел успешные испытания на трассе закрытого полигона в подмосковном Ногинске. В присутствии водителя (для подстраховки) тестировалось около десяти вариантов движения, в том числе режим дистанционного управления, режим движения по заданному маршруту и в колонне. Апробировалось и движение по информации, получаемой лишь с видеокамер и сигналов GPS/ГЛОНАСС. Отличные результаты показал и тест-драйв в Набережных Челнах, после чего участвовавший в нем министр образования Дмитрий Ливанов воскликнул: «Это потрясающе!» Присутствующим он сообщил, что внимательно следил за действиями водителя, который не касался ни руля, ни педалей.

Тем не менее на нынешнем этапе о полном устранении человека из машины речи не идет. Водитель пока что будет занимать привычное место. Просто умные помощники позволят ему на некоторое время отвлечься от управления и в случае опасности самостоятельно затормозят грузовик. По планам разработчиков, беспилотник будет выявлять помехи и реагировать на них за 0,3 секунды. «С точки зрения многообразия функций человек, конечно, эффективнее и надежнее. Но в отдельных ситуациях автопилот уже выигрывает, — говорит директор по развитию КамАЗа Ирек Гумеров. — Возьмем, например, парковку. Большинство водителей паркуется не очень хорошо, а вот у компьютера это получается гораздо лучше. Более того, он не превышает скорость, всегда держит корректную дистанцию и едет исключительно по правилам». И это далеко не все преимущества механизма перед человеком. 

Точнее, быстрее, надежнее

И все же возникает вопрос: как беспилотный грузовик будет работать с технической точки зрения и сможет ли он «видеть» пробки и избегать аварий? В самом КамАЗе утверждают, что благодаря приборам-сенсорам проблем с этим возникнуть не должно. С помощью оптики, лазерных систем и радара беспилотник четко фиксирует окружающую обстановку и свое местоположение. На основе этих данных и выстраивается автономный алгоритм движения. «Сенсоры, работающие с математической точностью, легко решают эти ключевые задачи», — говорит Ирек Гумеров.

По словам директора Центра автономных систем Марата Закирова, оптические системы и радары могут успешно определять границы дорожного полотна, полосы движения и обнаруживать других участников движения. Это не только автотранспортные средства, но и велосипедисты и пешеходы. В результате можно построить дорожную сцену (где кто находится и куда направляется) и определить оптимальную траекторию движения для себя. В дальнейшем эта система будет усовершенствована и сможет, в частности, обнаруживать пешеходов, причем вне зависимости от траектории их движения. Более того, беспилотник сможет видеть практически любые препятствия, включая неожиданно выбегающих на трассу животных. Все эти функции уже заложены в программном обеспечении Cognitive Technologies, разработанном специально для беспилотного КамАза. Там, в частности, применяется принцип фовеального зрения. Эта особенность человеческого восприятия, когда четкое видение объектов возможно только в рамках узкого угла зрения, охватывающего пространство, расположенное в центре и немного по сторонам от зрительной оси глаза. Расходящийся угол такого зрения составляет не более 2%. А объекты, находящиеся за пределами фовеального восприятия, видятся нечеткими и размытыми. Компьютерная технология для инновационных грузовиков работает примерно так же: она выстраивает зону интереса, которая формирует «виртуальный тоннель». В результате бортовые системы обрабатывают лишь 5–7% захватываемого видеоизображения. Такое ПО позволяет машине тратить меньше вычислительных мощностей на анализ видеоизображения и сосредотачиваться только на важных объектах (как на близком расстоянии, так и на удалении), а также быстрее и точнее распознавать особенности трассы и дорожной обстановки.

Многие автомобилисты уже не первый год используют в своих машинах различные системы навигации, которые позволяют двигаться и быстрее, и надежнее. «Специальная дорожная разметка и карты сделают решение этих задач еще более простым. Если сейчас автомобиль может безопасно двигаться со скоростью 80 километров в час, то со специальным оборудованием он будет столь же надежно ездить со скоростью 130 километров в час», — говорит Марат Закиров. Пока же беспилотный КамАЗ разгоняется до 60 км/час.

При этом отсутствие специальной разметки и знаков не является особым препятствием для движения беспилотных автомобилей. И это показали не только российские тест-драйвы. «Практически все мировые производители, которые тестируют автопилоты: Daimler, BMW, Google, Tesla, — проводят испытания на обычных трассах с обычной разметкой, — утверждает г-н Закиров. — Так что движение по таким дорогам не проблема».

Уже через двадцать лет беспилотники составят 90% всех продаваемых в мире машин zzzzzzzzzzzzzzzzzkamaz.jpg
Уже через двадцать лет беспилотники составят 90% всех продаваемых в мире машин

Есть основания полагать, что российский проект автомобильного беспилотника продвинулся дальше своих иностранных конкурентов. По словам ректора МИСиС Алевтины Черниковой, многие иностранцы, например Google и GM, делают ставку не только на начинку роботизированных машин, но и на установку специальных датчиков на дорогах, в то время как российский беспилотник может ездить и по бездорожью без специальной инфраструктуры. Более того, в отличие от зарубежных аналогов он очень хорошо ориентируется в условиях недостаточной видимости. «В темное время суток, в дождь, туман или снег наш автопилот видит лучше водителя. Никто из мировых производителей о таких возможностях своих разработок еще не заявлял. А мы их уже демонстрируем на практике», — говорит ректор.

Цена вопроса

На реализацию «Национальной технологической инициативы» предполагается потратить в общей сложности 10 млрд рублей. Из них 2,2 млрд уже заложены в проекте бюджета на 2016 год. Сколько из этих средств достанется беспилотному КамАЗу, не известно. На эту разработку пока было потрачено всего около 380 млн рублей. Из них 290 млн выделило Минобрнауки и еще 90 млн — сам автозавод. Между тем оценки стоимости создания беспилотного грузовика «под ключ» и его запуск в серийное производство сильно разнятся. Так, генеральный директор ОАО КамАЗ Сергей Когогин прогнозирует, что затраты только на НИР составят 5–6 млрд рублей. На запуск автомобиля в серию потребуется еще 12 млрд рублей. А глава Cognitive Technologies Ольга Ускова считает, что весь проект обойдется в 12 млрд рублей, из которых 7 млрд вложит Минпромторг и еще 5 млрд — партнеры. При этом, по словам г-жи Усковой, устройства, которыми сегодня оснащаются беспилотные КамАЗы, увеличивают базовую стоимость грузовика всего на 15–20%. Если же убрать кабину, которая со временем станет ненужной (а это 30% себестоимости всей машины), то цена упадет и производство беспилотного грузовика, наоборот, станет дешевле. Новые беспилотные автомобили будут запущены в серию не раньше 2022 года, а на дорогах общего пользования они появится лишь в 2025–2027 году.

Эксперты в области логистики уже нашли им вполне подходящую нишу в междугородных автотранспортных грузоперевозках, которые в перспективе станут дешевле железнодорожных. В частности, предполагается, что при условии успешной эксплуатации беспилотных КамАЗов на автодорогах России они вполне могут стать хорошей альтернативой высокоскоростным железнодорожным грузовым поездам, которые наши железнодорожники намерены запустить на маршруте Москва—Пекин. И это вполне будет соответствовать мировому тренду. По прогнозам BCG, массовое использование автомобильных роботов принесет мировой экономике различных выгод примерно на 1,3 трлн долларов. Только в США число аварий со смертельным исходом уменьшится на 30 тыс. в год. А по всему миру едва ли не на полмиллиона. При этом время, которое пассажиры и грузы проводят в пути, сократится на 40% и на столько же снизится потребление топлива.