Беспилотный автомобиль StarLine

Поделитесь материалом с друзьями:

Материал подготовил: Аркадий Софрыгин, основатель BesPilot.com. Присоединяйтесь к обсуждению темы в Facebook

StarLine - научно-производственное объединение из Санкт-Петербурга и одна из первых компаний в России, которая начала разработку систем для беспилотных автомобилей. Еще с конца 90-х годов прошлого века StarLine занимается охранными системами для автомобилей, а с 2016 года компания стартовала свой научно-исследовательский беспилотный проект, который стал одним из самых известных в России. 

Сама компания позиционирует проект беспилота StarLine как открытую площадку, к команде может присоединиться любой талантливый инженер или программист, которому интересно попробовать себя в сфере разработки софта и систем для беспилотных автомобилей. StarLine приглашает в свою команду как российских, так и иностранных инженеров.

Для StarLine автомобиль - это просто платформа. Проект занимаемся разработкой беспилотной технологии и систем активной помощи водителю, которые можно будет встроить в любую, подходящую для этого машину. Основным автомобилем для тестов сейчас является Skoda Superb - так как эта машина лучше всего подошла для задач StarLine, у нее отличный гидроусилитель руля, адаптивный круиз-контроль, просторный салон, удобный для работы инженеров и ряд встроенных датчиков, которые помогают работе беспилотного модуля. 

Главной целью разработок компания называет повышение безопасности дорожного движения за счет использования современных беспилотных автомобилей и технологий. Ведь беспилоты, как известно, не нарушают ПДД, не пьют, не устают и не ведут себя на дороге агрессивно. А ошибки водителей сейчас - главные причины большинства аварий на дорогах. 

Беспилотный автомобиль StarLine - это уникальный проект Open Source Community и на официальном сайте компания приглашает принять участие в разработке кода софта для беспилотов всех желающих программистов. Беспилотная платформа разрабатывается специально для эксплуатации в российских дорожных условиях - учитывая как наши дороги, так и погодные условия.

Тестирования беспилота Старлайн на полигоне. 

Если вам интересно придумать алгоритмы работы беспилота и протестировать его на реальной машине, "упакованной" дорогим оборудованием - вы можете присоединиться к команде StarLine. Можно сказать, что сейчас ребята, работающие в StarLine (как и в беспилотном проекте Яндекса и в Cognitive Technologies) - создают наше будущее. Потрясающий вызов и задачи для молодых инженеров и программистов! 

Как устроен беспилотный автомобиль StarLine

Работа беспилота StarLine основана на наборе специального оборудования: систем высокоточного спутникового позиционирования, сенсоров, датчиков, лидаров, радаров и камер а также специального софта. Датчики и камеры принимают и классифицируют информацию из окружающей среды - например опознавание сигналов светофора, бетонного блока посреди дороги или перебегающего дорогу пешехода, а софт и компьютерные системы обрабатывают ее и принимают решения о движении или остановке беспилотного автомобиля. 

У кажого прибора, датчика и сенсора есть свои достоинства и недостатки и движение бесплота строится на комбинации данных с каждого из многочисленных датчиков. 

Автомобиль двигается по цифровой модели дороги - цифровой карте. StarLine сотрудничает с компаниями, которые проектируют дороги и уже имеют точные цифровые карты. Для того чтобы двигаться по карте - нужно абсолютно точно локализовать автомобиль. Для этого используется ряд датчиков, один из которых - спутниковый навигационный приемник высокой точности RTK GNSS, расположенный на крыше беспилота, который обеспечивает точность локализации до сантиметра. 

Фронтальные и задние радары используются для мониторинга слепых зон и для перестроения (смены полосы движения автомобиля), стереокамеры - для высокой точности оценки расстояний и классификации объектов. В 2019 году StarLine имеет 3 уровень автономности из 5 возможных.

StarLine использует лидары Velodyne - те же, что и работают на беспилотах Яндекса, Google (Waymo Alphabet), UBER и других компаний, которые занимаются беспилотными технологиями. Также на беспилоте есть технический лидар Sick (из области промышленной автоматизации) для движения на высоких скоростях. Это четырехлучевой лидар с углом обзора 80 градусов, который "видит" на дальность до 300 метров. Стоимость одного такого лидара - около полумиллиона рублей. 

Для движения, инженеры отстраивают карту местности и задают машине те точки, через которые надо проехать. Автомобиль самостоятельно создает траекторию между точками и двигается по ней. На мониторе при этом видны те препятствия, которые беспилот обнаружил в данный момент вокруг себя.

Траектория движения беспилота на мониторе в салоне.

В багажнике машины располагается пульт управления. Весь функционал разбит на несколько компьютеров. Используется обычное железо, где можно убрать-добавить видеокарту, поменять процессор и т.д. Компьютеры занимаются планированием пути, обработкой сигналов датчиков, детекцией препятствий, классификацией, принятием решений о движении и торможении беспилота.

Поскольку это обычный компьютер - видеокарта не расчитана на вибрации и тряску. Чтобы сделать движение беспилота безопасным, инженеры StarLine установили специализированный автомобильный вычислитель, сертифицированный для использования в автомобиле. Он отвечает за все взаимодействие с автомобилем: получение всей информации с датчиков и приборов, управление исполнительными механизмами и мониторинг компьютеров. Если например выскочит видеокарта или компьютер зависнет - вычислитель гарантированно безопасно остановит автомобиль.

Компьютеры и автомобильный вычислитель (слева).

Также здесь располагается компьютер для записи большого количества собранных данных - логов, которые используются в лабоработории для отладки алгоритмов. Вычислительная мощность системы: 10-гигабитный коммутатор обрабатывает весь поток с датчиков. В будущем такие мощности будут не нужны, а большая часть обработки будет вынесена на сторону датчика.

Питание компьютеров, в том числе зимой, обеспечивают аккумуляторы.

Для торможения используется блок управления, разработанный специалистами StarLine специально для беспилота, он включает в себя блок от Toyota Prius. 

Мероприятия StarLine

Компания активно участвует в специализированных форумах и мероприятиях, например Geek Picnic, на которых любой желающий может прокатиться не беспилоте. Также сотрудники StarLine рассказывают о беспилотных технологиях на открытых лекциях и проводят хакатоны для специалистов. 

Беспилот StarLine на Geek Picnic

Что сейчас умеет беспилот StarLine

• Двигаться в условиях городской среды по заранее отстроенной карте.
• Распознавать сигналы светофора, дорожные знаки и разметку.
• Классифицировать препятствия - пешеход, машина и т.д., избегать и объезжать их.
• Делать как плавную, так и резкую остановку в случае возникшего препятствия. 
• Пока еще нет умения распознавать спецсигналы (скорая, пожарная), но темпы развития умной дорожной инфраструктуры сейчас настолько быстрые, что в ближайшие годы точно появятся и будут внедрены системы взаимодействия с другими автомобилями на дороге и всей дорожной инфраструктурой через единую сеть. 

Сколько стоит беспилотный модуль StarLine

В свободной продаже беспилотных модулей пока нет, но, по словам руководителя проекта Бориса Иванова, стоимость модуля сейчас около 4 млн рублей. Стоимость самого автомобиля Skoda Superb - около 2 млн руб, то есть сейчас беспилотный модуль практически утраивает цену машины. Но эти технологии будут постоянно дешеветь и через 2-3 года стоимость может снизиться в 2 и более раз и беспилотные модули будут доступны практически любому покупателю или владельцу автомобиля. Например один лидар Velodyne пару лет назад стоил $7000, а сейчас подешевел практически вдвое.

Большинство специалистов считают, что беспилотный автомобиль станет таким же повседневным и доступным предметом, как обычный автомобиль примерно в 2025 году.

Руководитель проекта беспилотов StarLine Борис Иванов.

Проект Ricar

Беспилот StarLine на Skoda Superb - проект тестирования беспилотных технологий, который начал работу в 2016 году. Автономная машина умеет самостоятельно двигаться по выбранному маршруту, держится в полосе, с помощью специальных датчиков, сенсоров и камер распознает объекты окружающей среды и оценивает расстояние до них, а также экстренно тормозит.

Пока что в каждом беспилоте на водительском месте присутствует инженер-испытатель, который может взять на себя управление в случае непредвиденной или аварийной ситуации.

Проект StarLine Ricar - беспилот на платформе на Skoda Superb

В 2018 году беспилот StarLine Ricar был протестирован на реальных общих дорогах - он принял участие в нескольких тест-драйвах, а также проехал часть трассы из Новороссийска в Керчь и 100% беспилотный тестовый проезд из Санкт-Петербурга в Казань.

Поездка беспилота Старлайн из Питера в Казань

Существующий функционал StarLine Ricar:

• "Цифровые" шины и получение в режиме реального времени телеметрической информации во время движения беспилота. 
• 100% автономное управление движением.
• Скоростной контроль, ускорение и плавное, резкое торможение в беспилотном режиме. 
• Смарт-локализация за счет навигационной системы RTK GNSS, одометрии и инерциальной навигации IMU.
• Оценка дорожной обстановки с помощью стерео и монокамер (установленных на носу автомобиля), 3D-лидаров с обзором 360 градусов и радаров, расположенных в передней и задней частях беспилота.
• Комплекса авто-управления со сверх-быстрым обменом данными.
• Разделение управления беспилотом на различных вычислителях.
• Постоянное обучение беспилотного автомобиля. С каждым новым тестовым заездом он становится все умнее. Существующие функции: динамическое построение маршрута, адаптивный круиз-контроль, беспилотный режим для движения в пробках, езда по дорогам без разметки, определение препятствий, считывание и анализ разметки и дорожных знаков и торможение и объезд, автономная система сигналов для других автомобилей и пешеходов. 

Испытания беспилота StarLine Ricar на подъезде к Крымскому мосту.

Приоритеты развития беспилота на ближайшие несколько лет:

• Максимальное улучшение локализации беспилотного автомобиля: доработка алгоритмов комбинирования информации с RTK GNSS и инерциальной навигации, внедрение визуальной и лазерной одометрии.
• Работа с системой восприятия окружающей дорожной обстановки - тестирование и внедрение нового оборудования для улучшения восприятия окружения автомобиля.
• Работа с цифровыми картами для разработки маршрута беспилота. 
• Обучение беспилотного автомобиля движению в зимних условиях и плохих погодных условиях. Тесты на снегу, в гололед, дождь, туман и т.д. 

Одним из направлений работы будет также разработка нейросетей, которые будут обрабатывать данные с устройств и сенсоров беспилота и улучшать качество движения автомобиля в экстремальных погодных условиях. 

Салон беспилотного автомобиля StarLine

Проект Oscar

Беспилот StarLine на платформе Lexus RX 450 - это Open Source Community проект с открытыми для всех исходными кодами, который начал работу в 2018 году. Беспилотный модуль не привязан к Lexus и может переноситься на другие марки машин, при сохранении необходимых датчиков и элементов управления. 

Компания StarLine приглашает специалистов и просто увлеченных людей принять участие в разработке кода для беспилотного автомобиля и стать частью крутого и амбициозного проекта! 

Проект StarLine Oscar - беспилотный автомобиль на платформе на Lexus RX 450h.

В декабре 2018 года разработчики обучили автомобиль следовать по заданным путевым точкам с помощью высокоточного навигационного приемника и модуля StarLine Sigma10.

Ближайшие цели проекта:

• Разработка системы экстренного торможения. Объезд препятствий после экстренной остановки беспилота. 
• Перестраивание маршрута беспилотного автомобиля в процессе поездки. Такая ситуация может возникнуть по желанию водителя или из-за дорожной ситуации, например изменение маршрута из-за пробки на дороге. 

Команда по разработке беспилотных технологий StarLine

Интервью с Борисом Ивановым — главным инженером отдела по разработке беспилотных автомобилей Starline

Друзья, всё общение как всегда в моем фейсбуке: https://www.facebook.com/arksofrygin. 

Аркадий Софрыгин

основатель BesPilot.com

Добавляйтесь в Facebook

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Поделитесь материалом с друзьями: