DOU Проектор: Infocom Ltd — беспилотные технологии по-украински
В рубрике DOU Проектор все желающие могут презентовать свой продукт (как стартап, так и ламповый pet-проект). Если вам есть о чем рассказать — приглашаем поучаствовать. Если нет — возможно, серия вдохновит на создание собственного made in Ukraine продукта. Вопросы и заявки на участие присылайте на Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. .
Весь мир сегодня следит за тестированием беспилотных автомобилей — с одной стороны, беспилотный автомобиль выглядит фантастически, а, с другой стороны, практически все задумки фантастов уже тестируются, беспилотные системы управления реализуются, идеи и фантазии становятся реальной жизнью. Беспилотная тематика составляет значительную часть инновационных программ как международных концернов-гигантов — Volvo, BMW, General Motors, Toyota и др., так и инновационных IT-компаний — Uber, Google, Tesla.
Практические результаты появились и у украинских разработчиков, ориентированных на наукоемкие высокотехнологичные перспективные задачи. Тематика беспилотных наземных транспортных средств (БНТС) в течение последних нескольких лет является значительной частью работ нашей компании ИНФОКОМ ЛТД. Исследования в этом направлении базируются на
Идея
Сама идея создания БНТС не нова, а активизация работ в этом направлении связана с возможностями современных средств автоматизации управления техническими системами в условиях развития объективных потребностей общества и разрешения актуальных проблем. Для Украины потребности в БНТС актуализированы событиями на Востоке страны.
Первично мы поставили перед собой задачу разработки универсальной системы управления, обеспечиваемой элементами адаптации под широкий спектр транспортных средств — от легкового автомобиля до тяжелой военной техники. Предложенный подход позволяет минимизировать затраты (время, деньги) на решение задач технического и алгоритмического характера, отрабатывая их на менее мощной технике, и в последующем переносить их на более тяжелое, дорогое транспортное средство.
Реализация
За два с половиной года работы мы добились значительных результатов. Уже в 2015 году представили первую версию беспилотной системы управления. Первым тестовым вариантом был беспилотный ZAZ Lanos:
В силу особенности текущих обстоятельств для Украины — первоочередными прикладными задачами БНТС стало обеспечение реализации заданий по уменьшению рисков гибели человека в зонах военных действий, а также зонах чрезвычайных ситуаций, зонах стихийных бедствий — где действия машины обоснованы, выполнимы, минимизируют опасности для исполнителя:
- транспортировка медикаментов, продовольствия, боеприпасов;
- эвакуация раненых из зоны боевых действий;
- разведывательные операции, патрулирование, охрана объектов.
Изначально заложенная масштабируемость и адаптируемость системы управления позволила эффективно применить ее к построению БНТС на базе Jeep Cherokee и военному КрАЗ Спартан:
За счет применения накопленного в области промышленной автоматизации опыта, где, собственно, требования к безопасности, надежности системы управления ответственными технологическими операциями, ничуть не меньше, чем в системах управления БНТС, были реализованы шаги подбора оборудования, приборов, IT-техники, разработки оригинального алгоритмического и программного обеспечения (ноу-хау разработчиков).
Над системой на данный момент работает 12 разработчиков. Используются нейронные сети для обработки видеопотока с камер, а для управления механической частью используются ПЛК (контроллер) совместно с актуаторами. На автомобиль установлены датчики ближней и дальней локации для осуществления безопасности езды беспилотного автомобиля.
Технически система предусматривает дистанционное управление до 5 км с операторской станции (стационарной или мобильной), управление с планшета/смартфона или при помощи квадрокоптера (новый функционал).
В условиях прямой видимости БНТС (UGV) можно управлять при помощи определенных жестов, голосом и Smart-перчаткой.
Система управления разбита на следующие отдельные функциональные компоненты:
SmartTip — распознавание окружающей среды, препятствий, дороги, дорожной разметки и знаков. Анализ этих данных позволяет принимать решение о дальнейшем движении, остановках, скорости.
SmartRoad — компонента для работы в среде «умная дорога». Суть алгоритма заключается в идентификации дорожных знаков, уличного движения, направления движения благодаря установленным на них RFID-меткам, которые помогают системе быстро ориентироваться на местности, передают информацию об ограничениях. Это существенно упростит и скоординирует движение беспилотников по установленным маршрутам (особенно полезно для городского транспорта).
PilotDrive — система-помощник для водителя, непосредственно влияющая на ускорение/торможение, повороты.
SmartTrack — отдельная компонента, позволяющая беспилотным автомобилям двигаться в колонне с определенной скоростью, даже при возникновении временных препятствий, которые нужно преодолеть, возвращаться в колонну и продолжать следовать за «ведущей» машиной.
SmartDrive — компонента, отвечающая за автономное передвижение беспилотного автомобиля, когда машина анализирует полученные данные их прочих компонент, сама принимает решение о дальнейших передвижениях. Фактически, она является «мозгом» беспилотного автомобиля.
SmartGuide — компонента, отвечающая за дистанционное управление беспилотником, чтобы в любой момент оператор мог «перехватить» управление машиной и продолжить управление самостоятельно. На данный момент перехватить управление можно при помощи:
- планшета, смартфона,
- умной перчатки (Smart glove),
- определенных жестов,
- голосовых команд.
SpiderNet — компонента, отвечающая за логику передвижения беспилотника в режиме радио тишины (или намеренного подавления связи).
Tech-in-Drive — часть программы, отвечающая за «обучаемость» системы управления.
Новый, последний по времени разработки, функционал — управление БНТС через квадрокоптер:
Twix — это одна из последних разработанных компонент, совместная работа беспилотного автомобиля и летающего дрона. В этой связке дрон обеспечивает большую «глубину» планирования маршрута, его верификации и своевременной корректировки:
Результаты
В настоящее время система управления БНТС адаптирована для ZAZ Lanos, Jeep Cherokee, бронеавтомобиля КрАЗ Спартан. Но пока активный интерес к технологии проявляет только военная промышленность.
Наше украинское БНТС создано с учетом реалий украинских дорог — в перспективе какой-то особенной дороги для него не потребуется (хотя разработчикам больше нравится хорошая дорога). Сенсоры беспилотника имеют охват 360˚, что позволяет исключить «мертвые зоны» и видеть полную картину происходящего. Погодные условия также не помеха — сенсорные системы автомобиля надежно защищены от дождя и тумана. Датчики беспилотного автомобиля распознают дорожные знаки, ширину дороги, пешеходов, препятствия, животных — реакция на препятствие мгновенная. Система анализа позволяет реагировать в течение доли секунд. Работаем над распознаванием выбоин и прочих «сюрпризов» в пути.
Беспилотное будущее
Внешне беспилотный автомобиль сегодня мало отличается от своих управляемых собратьев на дорогах. Миниатюризация видеокамер, тепловизоров и прочих приборов — что дают беспилотному авто возможность видеть и слышать — приведет в ближайшем будущем к сложности отличить его от привычных автомобилей. Впрочем, естественным процессом будет и формирование специфического дизайна по мере повышения надежности и безопасности систем управления БНТС. Например, транспортных средств без кабины водителя:
Слева: беспилотный грузовик Volvo (без кабины водителя). Справа: боевая роботизированная платформа «ЛАСКА»
А будущее у беспилотных автомобилей крайне интересное, ведь возможности их использования в повседневной жизни очень большие:
- оказание транспортных услуг — в том числе на дорогах общего пользования;
- беспилотная агротехника (комбайны, тракторы и т. п.);
- использование беспилотной техники при тушении пожаров, исследование обстановки в зонах отчуждения, сбор и передача информации из эпицентра бедствия или из зон с повышенной радиацией;
- решение задач транспортировки провианта и медикаментов в опасные точки.
Что касается ИНФОКОМ ЛТД, в ближайших планах развития — компонента SmartTip в качестве отдельного приложения для смартфона (Android). Приложение будет работать как «умный видеорегистратор», помогающий водителю и контролирующий окружающую среду.
