Volvo Cars: шаг вперед к безопасному движению

Компания Volvo Cars представила уникальное законченное решение, которое позволит использовать автомобили с автономным управлением на дорогах общего пользования, когда за рулем такого автомобиля будет обычный водитель.

"Мы приступаем к изучению неисследованной области в сфере систем автономного управления, - говорит д-р Петер Мертенс (Peter Mertens), старший вице-президент по исследованиям и разработкам Volvo Car Group. – Мы переходим к удивительному этапу исследования: мы хотим предоставить возможность управлять такими автомобилями обычным людям, которые будут ездить по общественным дорогам. Такого никто еще прежде никогда не делал". 

Напомним, что реализации проекта "Drive Me" идет уже второй год, и Volvo Cars планирует к 2017 году предоставить 100 автомобилей с системами автономного управления, которые будут использоваться на определенных дорогах в окрестностях Гётеборга.

Система автономного управления Drive Me была представлена в ходе интерактивной онлайн пресс-конференции 19 февраля.

В компании Volvo Cars был проведен всесторонний анализ потенциальных сбоев технических средств, что позволило разработать готовую к производству систему автономного управления. Для создания такой системы потребовалась сложная структура датчиков, систем определения местоположения на базе облачных технологий, передовая тормозная система и система рулевого управления.

"Системы автономного управления радикально изменят понятие управления автомобилем. В будущем у нас будет возможность выбирать между автономным или активным управлением автомобиля. Такой выбор позволит качественно иначе использовать время, которое люди тратят на управление автомобилем в ходе поездок до работы и обратно, и даст возможность использовать это время для работы или отдыха", - говорит д-р Мертенс.

Система автопилота Volvo Cars должна быть надежной и способной справиться со всеми аспектами, затрагивающими сферу автономного управления автомобилем. Технология Volvo Cars – это мощный  рывок вперед по сравнению с системами, ранее представленными в автомобильной отрасли, потому, что технология Volvo Cars включает отказоустойчивые системы.

"Создать концептуальный автомобиль с системой автономного управления достаточно просто. Но если вы хотите создать реальную технологию для применения на реальных дорогах, необходимо разработать комплексную систему, которая будет безопасной, надежной и доступной обычному покупателю", - считает д-р Эрик Коэлинг (Erik Coelingh), технический специалист Volvo Cars.

Главная задача – разработать систему, которая была бы достаточно надежной на случай любого сценария на дороге, а также учитывала бы все возможные сбои в работе оборудования. Применение такой системы не предусматривает, чтобы в критической ситуации водитель немедленно взял управление автомобилем в свои руки. Сначала автомобили будут ездить в автономном режиме по дорогам с особыми условиями, например, на дорогах без встречного движения, где нет велосипедистов и пешеходов.

"Если сделать эту систему надежной на 99 процентов, этого будет недостаточно. Необходимо обеспечить все 100 процентов, прежде чем подобная система может быть предложена в автомобилях, которые будут использоваться на дорогах вместе с другими участниками движения, - считает Эрик Коэлинг. – Мы используем подход, подобный тому, как создают системы управления в авиации. Наша архитектура должна быть защищена от сбоев, она включает резервные системы, которые обеспечат работу автопилота в безопасном режиме, даже если какой-то элемент системы выходит из строя".

Например, вероятность сбоя в работе тормозной системы чрезвычайно мала, однако автомобилю с автономным управлением необходима вторая независимая система для полной остановки автомобиля, потому что водитель будет не готов в нужной ситуации нажать на педаль тормоза.

Комплексное решение будет способно работать в условиях самых сложных сценариев на дороге – от плавной езды в потоке до самых непредвиденных ситуаций.

"Действие системы будет подобно поведению хорошего водителя, который в сложных ситуациях действует очень осторожно. Но в реальной ситуации система реагирует быстрее человека", - говорит Эрик Коэлинг.

Когда автономное управление более не может использоваться, например, в силу особых погодных условий, по причине сбоя в работе системы или когда автомобиль завершает намеченный маршрут, система оповещает водителя, чтобы он взял управление на себя. Если по какой-либо причине водитель не может взять управление автомобилем в свои руки, автомобиль найдет безопасное место и остановится.

Автомобили с системами автономного управления не только позволят улучшить качество жизни людей, которые смогут использовать время в поездках на работу и обратно для себя, но также будут выгодны для окружающей среды.

В Volvo Cars считают, что системы автономного управления позволят сократить расход топлива. Также технология поможет улучшить пропускную способность дорог и откроет новые пути планирования дорожной инфраструктуры, в свою очередь инвестиции в дорожную инфраструктуру будут более эффективными.

"Важная задача – разработать комплексное технологическое решение для автомобилей с автономным управлением. Когда наш проект с использованием таких автомобилей на общественных дорогах перейдет к фазе реализации, мы начнем получать ценную информацию об интеграции автомобилей с автономным управлением в естественной дорожной среде. Это поможет нам узнать, как эти автомобили смогут помочь в развитии устойчивой мобильности. Наши высокотехнологичные автомобили играют ключевую роль в этом решении, но для внедрения систем автономного управления в будущем потребуется поддержка со стороны общества в целом. Такое сотрудничество всех заинтересованных сторон станет залогом успеха в реализации концепции автономного управления", - говорит Эрик Коэлинг.

Автомобили по проекту "Drive Me" включают следующие системы и компоненты:

Датчики 
В Volvo Cars разрабатывается целостное решение, обеспечивающее точное определение местонахождения и полный обзор на 360°. Для этих целей используются радары, камеры и лазерные датчики. Дублированная сеть компьютеров производит обработку информации, формируя карту в режиме реального времени, на которой отображаются движущиеся и стационарные объекты вокруг автомобиля.

Функция точного определения местонахождения использует данные об объектах, окружающих автомобиль, а также данные системы GPS и трехмерную цифровую карту с высоким разрешением, которая постоянно обновляется, получая данные в реальном времени. Система достаточно надежна и не требует контроля со стороны водителя.

Сочетание радара и камеры

Радар 76 ГГц с частотной модуляцией и непрерывным излучением и камера размещены на лобовом стекле – точно такое же решение используется в новом XC90. Эта система считывает дорожные знаки и следит за изгибами дороги, она способна обнаружить на дороге разные объекты, например, других участников движения.

Радары по периметру автомобиля
Четыре радара, расположенные за передним и задним бамперами (по одному на всех четырех углах кузова) способны обнаруживать объекты во всех направлениях. Радары сканируют пространство справа и слева автомобиля, излучая волны, которые отражаются от дорожных знаков, столбов, стен туннелей – эти радары осуществляют мониторинг обстановки вокруг автомобиля на все 360°.

Круговой обзор на 360°
Четыре камеры следят за объектами, находящимися в непосредственной близости от автомобиля. Две камеры установлены под корпусами внешних зеркал, одна камера интегрирована в заднем бампере и еще одна – в решетке радиатора. Помимо контроля за объектами, находящимися вблизи автомобиля, камеры следят за дорожной разметкой.

Камеры обладают высоким диапазоном динамического регулирования и могут быстро подстраиваться к меняющемуся освещению, например, когда автомобиль въезжает в туннель.

Многолучевой лазерный сканирующий датчик
Этот датчик размещен в передней части автомобиля под воздухозаборником. Датчик с широким диапазоном определяет объекты перед автомобилем. Более того, он способен различать объекты. Диапазон действия этой уникальной системы, следящей за автомобилями на дороге, составляет 150 метров. Поле обзора – 140°.

Трехфокусная камера
Кроме этого, в верхней части лобового стекла установлена трехфокусная камера. Это три камеры в одном исполнении: одна с широким полем обзора в 140°, другая с полем обзора 45°, и еще одна камера дальнего диапазона действия с узким углом обзора 34°, что необходимо для более точного восприятия глубины и оценки расстояния до объектов. Камера способна обнаружить внезапно появившихся на дороге пешеходов и другие опасные объекты.

Радары дальнего действия
Два радара дальнего действия установлены в заднем бампере и контролируют пространство сзади автомобиля. Эта технология особенно важна в таких случаях, когда, например, автомобиль производит смену полосы движения: радары смогут вовремя обнаружить быстро приближающиеся сзади автомобили.

Ультразвуковые датчики
Двенадцать ультразвуковых датчиков, расположенных по периметру автомобиля, определяют объекты, находящиеся вблизи автомобиля, и обеспечивают поддержку системы автономного управления при движении на малых скоростях. 

В основе этих датчиков технология, которая используется для современной функции облегчения парковки, но в этих датчиках применяется более совершенная система обработки сигналов.
Эта технология наиболее актуальна для таких ситуаций, когда вблизи автомобиля неожиданно появляется пешеход или иной объект.

Трехмерная цифровая карта высокого разрешения
При помощи трехмерной цифровой карты с высоким разрешением автомобиль получает информацию об окружающей обстановке, включая данные о высоте, изгибах дороги, количестве полос, геометрии туннелей, ограждениях, знаках, съездах и многом другом. Во многих случаях позиционирование учитывается с погрешностью, измеряемой в сантиметрах.

Система позиционирования высокой точности
Высокопроизводительная система GPS представляет собой лишь часть системы определения местоположения автомобиля. Также используется сочетание передовой системы GPS, 3-х осевого акселерометра и гироскопа с 3 степенями свободы. Сопоставляя изображение на 360°, созданное при помощи многочисленных датчиков, с изображением на карте, автомобиль получает точную информацию о своем местоположении относительно окружающих объектов. 

Используя получаемую с датчиков информацию и карты, автомобиль Drive Me способен в режиме реального времени выбрать оптимальный маршрут, учитывая переменные значения, включая изгибы дороги, ограничения скорости, зоны действия знаков и другие факторы, сказывающиеся на транспортном потоке.

Облачные сервисы
Облачные сервисы подключены к центру управления дорожных служб, а это значит, что автомобилю всегда доступна самая свежая информация о дорожном движении. Операторы центра управления также имеют возможность сообщить водителям, если возникла необходимость отключить систему автономного управления автомобилем.