на глазах руль вращается, а рычаг волшебным образом перемещается из одного позы в другое, поневоле хочется себя ущипнуть – чур меня! Сегодня территорию Научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института бороздят несколько беспилотных машин: ШАТЛ, показанный на Московском автосалоне в 2016 г., седельный тягач КамАЗ, какой учат обходиться без водителя именно здесь в Москве, и несколько «Калин». Первая из них показалась на свет в 2012 году, когда Министерство промышленности и торговли огласило конкурс на создание беспилотника. Инженеры НАМИ конкурентов обошли, разрешив задачу в сжатые сроки, – уже через пять месяцев доработанная серийная «Лада» самостоятельно проехала по заданному маршруту на стрельбище, разогнавшись до 60 км/ч, распознав при этом более десятка дорожных знаков и среагировав на вдруг возникшее препятствие габаритами с трехгодовалого ребенка.
По окончании работ руководство института благоразумно посчитало, что если бросить наработки, потерянного не вернешь, поэтому изыскало собственные оружия на дальнейшие исследования. И не зря – уже в 2014 году правительство предложило инженерам закрепить навык. На сей раз подопытным для реализации автономного движения сделался электромобиль на базе «ЛАДА Калина» универсал, созданный в НАМИ в альтернативе «Лада Эллада». Удобопонятно, что раз такая техника должна сама думать, анализировать, принимать решения, то без программистов, какие у нас, как известно, лучшие в мире, не обойтись.
И НИКАКИХ ЛАЗЕРОВ!
К месту ознакомления «Калина» подкатила сама – оператор правил ею с ноутбука, сидя на пассажирском сиденье. Усаживаясь сзади, интересуюсь у директора Середины «Информационных и интеллектуальных систем» ФГУП «НАМИ» Дениса Ендачева: «А где же лидар»? «В багажнике возлежит, – отвечает Денис, который учит ездить и автономный КамАЗ, – давным-давно не используем – отработанная тема». Главное преимущество лидара — это технология получения и обработки информации дистанционного зондирования с поддержкой активных оптических систем (в т.ч. лазеров),) – практически полное отсутствие помех, от чего мучатся радары всех типов, а вот в непогоду он «видит» настолько плохо, что становится совсем бесполезным. К слову, за границей нет единства по поводу лидаров: основатель Tesla Илон Маск их забраковал, а вот эксперты Google, какие в конце прошлого года передали все разработки новой компании Waymo и «умыли длани», наоборот, ставили лазер на все опытные образцы.
Наши же пришли к выводу, что камер и радаров вполне довольно, чтобы машина улавливала все препятствия, принимала решения по изменению траектории, считывала путевые знаки. Первичную информацию для анализа дает видеокамера. По мере приближения к машине подозрительных объектов – как выявленных камерой, так и пропущенных, они попадают в пояс действия радара дальнего действия. Данные от устройств синхронизируются, что дает возможность
отсеять неверную информацию. Если у далекого радара и камеры обнаружились разночтения, электроника дает команду на сброс скорости, чтобы в момент появления дискусионного объекта в зоне видимости ближнего (40-50 м) радара можно было избежать схватки, экстренно затормозив автомобиль. Добавим сюда знакомые всем ультразвуковые датчики, какие стоят сейчас практически в каждом автомобиле и помогают водителю при парковке, и получим целый набор «железа».
В настоящее время «Калина» тренируется определять оптимальный линия к заданной точке и выдерживать траекторию – ездит по территории института на первой передаче с узкой скоростью, не переходя на вторую, а блок управления движением- «мозги» обучаются отфильтровывать помехи, передаваемые «зрительными нервами». Ну, а как автомобиль определяет свое поза на местности, и каждый школьник объяснит – по GPS!… И это будет только долей правды. Правильно говорить, что идет комплексирование тех систем: спутниковой (вводя GPS и российскую ГЛОНАСС), инерциальной и одометрической. Соединение и обработка информации единовременно со всех систем обеспечивает необходимый степень достоверности отображения внешней среды. Если вдруг пропадет связь с американскими попутчиками, ничего страшного не случится. Есть еще российский ГЛОНАСС. При полной утрате связи со спутниками используются инерциальные датчики навигационной системы и математический аппарат по расчету траектории по этим датчиков оборотов каждого колеса.
Знакомый прибор
Камера в водонепроницаемом кожухе на кровле «Калины» вовсе не элемент системы технического зрения. В ходе исследовательских испытаний она помогает инженерам НАМИ собирать льющуюся информацию о внешней среде и в синхронизированном с другими датчиками системы управления движения является объектом анализа испытателей. Весь автомобиль увешан видеокамерами и регистраторами. Это позволяет фиксировать любой момент движения чувствуемого беспилотника, включая поворот руля и положение рычага переключения передач. На двух Калинах откатываются немножко разные конфигурации системы автономного движения и только в конце испытаний будет избрана окончательная концепция.
ШАТЛ. С ТОЧНОСТЬЮ ДО ПОДЪЕЗДА
Этот микроавтобус в отличие от «Калины» имеет вид! Выглядит он миллионов на двадцать, а стоит, по словам Алексея Гогенко, заместителя гендиректора ФГУП «НАМИ», образцово пятнадцать. Не зря поработали дизайнеры НАМИ – хоть сейчас на Женевском салоне экспонируй. Трудно поверить, но все оригинальные детали 6-местного кузова изготовили на Автомоторной ул. на специально спроектированной для этого оснастке. В НАМИ создано цельное производство по быстрому прототипированию и изготовлению малых серий автомобилей и агрегатов. При нужды ШАТЛ можно «повторить» на этой же оснастке сколько угодно раз, но мастерить серию дешевле все же будет на конвейере – производственным партнером проекта сделался КамАЗ.
В управление микроавтобусом пока часто вмешивается оператор и корректирует управление с поддержкой ноутбука и разработанной инженерами НАМИ программы, но уже полным ходом ведется тестирование в порядке прокладки маршрута движения по векторной карте, правда, пока лишь на территории института. Представленный на Московском автосалоне образец «беспилотника» – элемент новоиспеченной системы общественного транспорта, которая будет дешевле такси, но существенно спокойнее автобуса, ведь этот аппарат доставит пассажира прямиком к подъезду собственного дома. Сам по себе ШАТЛ не планируется предлагать как самостоятельное транспортное оружие – он станет элементом транспортной системы, альтернативной сегодняшнему маршрутному социальному транспорту. При этом, центральный облачный сервер «умного города» сам будет строить линия движения беспилотника с адаптивной подстройкой под желания и нужды пассажиров.
В теории билеты должны быть по карману любому, ведь существенную экономию даст сам беспилотный принцип. Кроме того, основным ключом дохода станет продажа прав на трансляцию информационно-медийного контента и различные платные сервисы на борту. Собственно, образцы такого подхода есть и у нас, когда пассажиры маршруток смотрят промо-сюжеты на подвешенном к потолку экране. А, к образцу, пассажиры шанхайского метро во время движения смотрят ролики на… стене туннеля, по какому едет поезд.
Сколько же ШАТЛов нужно Москве? Как показывают несложные расчеты, образцово 30 тысяч. А ведь сегодня в сутки жителей столицы обслуживают возле 8500 единиц общественного транспорта. Это ж сколько денег понадобится? Пускай не 20 миллионов и не 15, пусть только 5 миллионов будет стоить любой беспилотный 12-местный КамАЗ, и тогда вся система «от подъезда до подъезда» обойдется в 150 млрд. Немало? Как сказать. Это примерно двенадцатая часть запланированных на 2017-й доходов Москвы. Так что будем ожидать: уже через год можно ожидать пилотную эксплуатацию ШАТЛов на закрытых территориях, а с выходом нормативных заявок для беспилотных автомобилей ожидаем выезд ШАТЛов на улицы столицы.
Из какого теста?
Кузов ШАТЛа изготовлен из композитных материалов на основе стеклопластика, а вовсе не из углепластика, как можно было бы поразмыслить; у внешних панелей и силового композитного каркаса различные структура и свойства. В конструкции, само собой, есть и металлические детали: алюминиевые кронштейны крепления узлов и агрегатов, а также стальные элементы ходовой доли.
Главная проблема электроШАТЛа сегодня – обеспечение запаса хода. Сейчас на ходовом макете введена технологическая батарея, а какая будет на конвейерном образце, пока не утверждено. По словам куратора проекта Алексея Гуськова, тяговая аккумуляторная батарея (ТАБ) совсем точно будет литий-ионной и с высокой долей вероятности – без контура жидкостной терморегуляции, но непременной для нашего климата системой термостатирования.. Сейчас работа идет с тремя образами ТАБ, точнее, с ячейками, для которых в лабораториях НАМИ создают условия, ближние к реальным. Выяснилось, что основной проблемой является неустойчивая работа литий-ионных ячей в режиме заряда при температуре ниже -10градС. Готовых батарей под нужды НАМИ на базаре не нашлось, поэтому собирать (корпусировать) ТАБ будут по собственному проекту. К лету испытания с ячеями планируют завершить и установить на ходовой макет уже другой аккумулятор, с повышенной энергоемкостью.
Новоиспеченную батарею планируют ставить не на имеющийся ходовой макет, а на «прототип А». Сообразно принятой в НАМИ терминологии, он будет полностью удовлетворять техническому заданию. Что прикасается методики изготовления, допускаются и обходные технологии, хотя приветствуется учет имеющейся оснастки КамАЗа. Сквозь 1,5-2 года испытаний «прототипа А» изготовят «прототип Б» – уже на серийной оснастке и с ликвидированными недочетами.
Пока не найдено окончательное решение по приводу боковых дверей. Сейчас этим заведует маломощный компрессор, накачивающий атмосфера в ресивер – двери открываются пневматикой. Этот насос потребляет немного энергии, а вот существующие предложения по электроприводу дверей сильно энергозатратнее, а значит разыскиваем опять компромиссное решение с учетом сохранения заряда ТАБ.
