Общительные автомобили на дорогах будущего

Мировая общественность с нетерпением и опаской ожидает появления на дорогах беспилотных автомобилей. Слишком непривычное понятие — машина, управляющая сама собой. В основе подобных средств передвижения лежат технологии взаимодействия автомобилей друг с другом и с окружающим пространством. Скоро беспилотные автомобили будут знать, что происходит за поворотом; будут предупреждать друг друга об опасности впереди; смогут обмениваться данными об оптимальной скорости движения, чтобы не стоять на светофорах, информировать о необходимости перестроиться, а заодно будут контролировать состояние своих пассажиров. Звучит слишком хорошо. Но это уже практически реальность.

Начало работ
Первые эксперименты по взаимодействию автомобилей друг с другом и с объектами инфраструктуры (дорожным полотном, светофорами, перекрёстками и т.д.) относятся к 1990-му году. На проходящей в США Национальной конференции по лидерству обсуждалась возможность создания «умной» дорожной сети, способной сделать передвижение на автомобилях безопаснее. В 1991 году возникло крупное некоммерческое общество ITS America (Intelligent Transportation Society of America), сплотившее многочисленные частные и государственные компании. Затем аналогичные организации возникли в Японии (ITS Japan) и Европе (ERTICO-ITS Europe).



^{Благодаря постоянному обмену данными между автомобилем и объектами инфраструктуры можно будет прогнозировать манёвры и избегать аварии}

Автопроизводители проявили к этой теме интерес примерно через десять лет. BMW и DaimlerChrysler поставили перед собой задачу: создать к 2020 году единую информационную среду, включающую всех водителей, автомобили и внешнее окружение. Но даже двум гигантам автоиндустрии такой проект оказался совершенно не по силам. Поэтому в 2004 году появился консорциум автопроизводителе Car 2 Car Communication (он же Vehicle2Vehicle, он же Car2X). Изначально в него входило лишь несколько крупных компаний, а сейчас под его крылом собрался едва ли не весь мировой автопром: BMW, Volkswagen, Audi, Daimler, General Motors, Ford, Honda, Mercedes-Benz, Hyundai, Nissan, Land Rover/Jaguar, PSA Peugeot Citroen, Toyota, MAN, Volvo, Tesla. Добавьте сюда производителей электронных компонентов Bosch, Siemens и LG, государственные транспортные учреждения, учебные заведения и множество других организаций. С2С — международный проект, поскольку автомобили во всём мире должны общаться на одном языке.

Как это работает?
В идеале, все участники движения и объекты инфраструктуры должны постоянно, в реальном времени, обмениваться большим количеством данных. На их основе и будет сформирован алгоритм оповещений.



^{Аппаратная модернизация автомобилей невелика — антенна и компактный бортовой компьютер}

На первый взгляд, ничего особо сложного: устанавливаем на каждый автомобиль антенну, GPS-модуль и компьютер для обработки данных, анализирующий координаты и параметры движения автомобиля, работу его системы стабилизации, дворников, световых приборов и т.д. Но тонким местом в этой схеме является ПО, которое должно крайне быстро обрабатывать поступающую информацию и вырабатывать правильные решения: оповещать водителя голосом и сообщениями на дисплее, а в исключительных случаях — воздействовать на органы управления автомобилем. Получается, что речь идёт едва ли не о создании искусственного интеллекта.


<sup>Некоторые функции системы Car 2 Car


Ещё одно видео, демонстрирующее возможности системы С2С. Например, машина со включённой «аварийкой» предупреждает об этом приближающиеся автомобили, чтобы они могли избежать столкновения или перестроиться</sup>

Внедрение
Несмотря на сложность задачи, первая в мире система коммуникации уже действует. Она создана в Toyota, и получила название ITS Connect. Основе системы лежит облачная сеть, взаимодействующая с автомобилями и позволяющая им обмениваться данными. Например, ITS Connect способна подстраивать работу круиз-контроля, предупреждать водителей о приближающихся автомобилях «скорой помощи» и полиции, а также помогает безопасно маневрировать на перекрёстках, оборудованных средствами связи.



Корпорация Volvo совместно со шведским Министерством транспорта запустила проект по борьбе с аварийностью на обледеневших дорогах. Когда машина попадает на сколький участок, она посредством внутренней мобильной связи Volvo Cars сообщает об этом центр обработки данных, а тот уведомляет об опасном участке находящиеся поблизости автомобили.



^{Система коммуникации будет полезна как водителям, так и коммунальным службам.}

Из нововведений Volvo стоит ещё отметить систему предотвращения столкновений на перекрёстках. Когда ваша машина выезжает на перекрёсток, датчики и камера сканируют встречную полосу. Если навстречу едет автомобиль, который может повернуть вам наперерез или выехать на вашу полосу, то система может автоматически затормозить, чтобы избежать столкновения.

Концерн General Motors использует систему С2С для создания функции предупреждения об опасности обгона с выездом на встречную полосу. Каждый водитель знает, насколько это рискованный манёвр, особенно когда приходится обгонять фуру с прицепом, из-за которого закрыт обзор «встречки».

Audi разработала функцию Travolution, благодаря которой на дисплее отображается расстояние до ближайшего светофора и скорость, которую нужно удерживать, чтобы проехать на зелёный сигнал. Это улучшает порядок на дорогах, позволяет экономить бензин и снижать количество выхлопных газов.



Американское Управление безопасностью движения считает, что подобные системы способны не только оптимизировать загруженность дорог, но и предотвращать многочисленные аварии. Поэтому в 2016 году Министерство транспорта США планирует обязать производителей оснащать новые автомобили системами Сar 2 Сar.

Сложности
Как и любое большое начинание, система C2C страдает от проблем внедрения. Для эффективной работы системы необходимо оснастить беспроводной связью не менее 20% всех транспортных средств, имеющих достаточно современную электронную начинку. При этом один комплект оборудования стоит 300-500 долларов. Также необходимо сделать «умными» объекты инфраструктуры, которым нет числа.

Но даже если завтра оснастить все автомобили и мотоциклы системой C2C, то что делать с велосипедистами, пешеходами и животными, выходящими на трассу, непонятно. Система не в состоянии предсказать их появление на проезжей части, с её точки зрения, это будет неожиданное препятствие.





^{Мотоциклы — одни из первых кандидатов на установку системы Сar 2 Car, ведь они попадают в аварии в 29 раз чаще, чем автомобили!}

Наконец, в наш век утечек и потерь данных большое значение имеет вопрос защиты информации. Ведь беспроводные сигналы можно будет оптом перехватывать на трассах. Поэтому разработчикам придётся постараться создать серьёзную систему информационной безопасности.

Другие системы взаимодействия автомобиля с миром
В Mercedes-Benz уже внедрили новую систему контроля дорожного полотна и управления подвеской: стереокамеры и датчики отслеживают неровности, а компьютер своевременно подстраивает подвеску и положение кузова, сильно снижая тряску и крены. Сегодня этой системой могут похвастаться почти все флагманские модели S-класса.



По логике вещей, система С2С должна отвечать и за беспилотную парковку. Например, вы приехали на работу, вышли, нажали кнопку, а машина сама паркуется на заранее выделенное место. Ещё круче, если автомобиль сам поедет искать свободное место, ориентируясь с помощью радара, камер и GPS-навигатора. Прекрасная была бы картина: сотни машин без водителей неприкаянно ездят по центру города в пятницу вечером, пытаясь где-нибудь приткнуться, пока их владельцы расслабляются после трудовой недели.

Первый шаг уже сделан: некоторые модели автомобилей Mercedes-Benz и BMW уже можно припарковать, дистанционно управляя с помощью мобильного приложения.



Любопытную систему предложила компания Ford. Её инженеры оснастили водительское кресло шестью датчиками, регистрирующими пульс. Автомобиль способен распознать, что у водителя сейчас проблемы с артериальным давлением, и даже обнаружит сердечный приступ. В критической ситуации машина сама включит аварийный сигнал, остановится и вызовет «скорую».



В Jaguar Land Rover разрабатывают технологию Driver Monitor System (DMS): автомобиль распознаёт мимику и направление взгляда водителя с помощью датчиков и видеокамер. DMS анализирует положение головы, частоту моргания, ритм дыхания. На основании этих данных система может предложить водителю, к примеру, остановиться и отдохнуть. А если он вдруг уснул, то автомобиль разбудит его громким сигналом.



Любопытную идею реализовали и в BMW: коробка передачи получает данные о маршруте от GPS-модуля и адаптируется под особенности дороги. Автомат заранее знает, что водитель будет менять скорость перед поворотом, и предупредительно включит нужную передачу. Эта функция доступна как на компактной BMW 1, так и на представительском Rolls-Royce Wraith.

Конечно, нас ждёт ещё немало нововведений в сфере автомобильной коммуникации. И хотя у этого направления развития есть свои противники, прогресс не остановить — скоро автомобили будут ездить без нашей помощи, а дороги станут куда безопаснее.

Источник: geektimes.ru/company/mailru/blog/277942/