Автомобили без водителей

Из-за своей зрелищности автомобили-роботы привлекают к себе значительное внимание общественности. Этому обстоятельству способствуют и ставшие регулярными гонки DARPA Grand Challenge, которые уже проводились в 2004-м и 2005 году. Последние же состоялись в ноябре 2007 года.

Впервые о своем намерении организовать соревнования для роботов в DARPA объявили в 2002 году, и DARPA Grand Challenge 2004 состоялись в пустыне Мохаве, где была проложена трасса по пересеченной местности протяженностью более 300 километров. Поставленные условия и новизна задачи вызвали к жизни появление разнообразных монстров, построенных на базе военных внедорожников и тяжелых грузовиков, а также оригинальные конструкции, материалы об этих машинах — просто рай для любителей автоэкзотики. Но результат оказался плачевным; самую большую дистанцию, равную всего 11,78 км, преодолела машина из университета Карнеги-Мелонн, построенная на базе армейского внедорожника Hammer.

Соревнования 2005 года оказались успешнее; пять участников прошли всю трассу. Первое место заняла команда Стэндфордского университета, роботизировавшая стандартный Volkswagen Tuareg, сейчас эта машина после двухлетнего тура в Европу нашла свое место в Смитсоновском музее в Вашингтоне. На пятом месте оказался чудовищный по своим размерам грузовик TerraMax, представленный компанией Oshkosh Truck и лабораторией машинного зрения и интеллектуальных систем из университета Парма (Италия). Эта победа Давида над Голиафом подсказала направление для дальнейшего развития: главным условием ее достижения оказалось качество программного обеспечения. Для обработки данных, поступавших от разных датчиков и систем, команда-победитель написала свыше 100 тыс. строк кодов, были использованы методы машинного обучения. С одной стороны, они позволили компьютеру освоить перенятые от человека приемы вождения, а с другой — в этой системе появились зачатки того, что называют cognitive processing, то есть симуляция процессов познания в аппаратно-программной среде. Успех Стэндфордского университета определил приоритеты для будущих гонок.

Надо заметить, что в DARPA не открыли Америки: проектирование роботизированных автомобилей началось задолго до 2002 года. Попадались и отрывочные сведения об отечественных устройствах, предназначенных для работы в зонах с радиационным загрязнением, но по вполне понятным причинам в открытых источниках они не описаны. Достоверно известно, что в 1977 году механическая лаборатория из Цукубы, академического пригорода Токио, первой создала беспилотный автомобиль. В 80-е годы центром аналогичных работ в Европе стала компания Mercedes-Benz, их возглавлял очень авторитетный специалист в этой области Эрнст Дикманн. В 1986 году под его руководством был построен грузовик VaMoRs, развивший скорость 96 км/час. Команда Дикманна ориентировалась главным образом на создание систем «компьютерного зрения», она использовала транспьютеры британской фирмы INMOS, на которые возлагали большие надежды, и методы параллельного программирования. В 1994-1995 годах наработки перенесли на платформу легкового автомобиля S-класса Daimler-Benz, было построено два экземпляра VITA-2 and UniBwM (VaMP). Эта разработка оказалась наиболее значительным успехом на этом историческом отрезке, автомобиль развивал скорость до 175 км/ч и проезжал по автобану свыше 150 километров без вмешательства человека. В ограниченных масштабах работы продолжаются до сих пор; в 2006 году было даже проведено соревнование European Land-Robot Trial. Два проекта ведутся в Израиле, оба они используют в качестве базы не имеющий аналогов, созданный в этой стране багги Tomcar.

Особого упоминания заслуживает итальянский проект ARGO (1996–2001 годы). В конечном итоге модифицированная и снабженная специальными видеокамерами Lancia Thema прошла свыше 2 тыс. км по дорогам со средней скоростью 90 км/ч, 94% времени она находилась в автоматическом режиме. Руководителем проекта ARGO был профессор Альберто Броджи, он же возглавлял работы по созданию роботизированного автомобиля TerraMax— участника DARPA Grand Challenge 2005.

Беспилотные транспортные средства. В 1987—1995 годах в ходе проекта EUREKA Prometheus, стоившего Европейскому Союзу более 1 млрд. долларов, были выработаны первые практические разработки беспилотных автомобилей. Наиболее известный прототип, VaMP (разработчик — Университет бундесвера в Мюнхене) не использовал лидары из-за недостатка вычислительной мощности тогдашних процессоров. Новейшая их разработка, MuCAR-3 (2006), использует единственный лидар кругового обзора, поднятый высоко над крышей машины, наравне с направленной мультифокальной камерой обзора вперёд и инерциальной навигационной системой. Лидар MuCAR-3 используется подсистемой выбора оптимальной траектории на пересечённой местности, он даёт угловое разрешение в 0.01° при динамическом диапазоне оптического приёмника 1:106, что даёт эффективный радиус обзора 120 м. Для достижения приемлемой скорости сканирования используется пучок из 64 расходящихся лазерных лучей, поэтому один полный «кадр» требует единственного оборота вращающегося зеркала.