Анбоксинг беспилотника «СтарЛайн»

Недавно мне удалось прокатиться на беспилотном автомобиле от петербургского «СтарЛайна» и пообщаться с его разработчиками. Рассказываю, чем отличается беспилотник компании и ее подход, и как вообще обстоят дела с беспилотными технологиями в России.

Идея протестировать беспилотник «СтарЛайна» у меня, как главного любителя беспилотных автомобилей в редакции

, возникла еще давно, еще в 2018 году, когда он 

из Санкт-Петербурга в Казань. Мы вообще стремимся к тому, чтобы опробовать все российские разработки, потому что читать и писать про успехи

,

и прочих калифорнийских компаний, конечно, интересно, но куда интереснее разбираться о том, как обстоят дела у российских разработчиков, на машинах которых мы будем ездить в магазин или получать из магазина посылки через несколько лет.

Вообще, ситуация с беспилотниками в России напоминает американскую:

• Лидируют IT-гиганты: в США Waymo (вышли из Google, и теперь вместе с ней состоит в холдинге Alphabet), у нас Яндекс — а вовсе не производители автомобилей, как предполагали многие на заре развития беспилотного транспорта.
• Автопроизводители, вроде General Motors и «КамАЗ», пока что пытаются нагнать IT-компании.
• В 2020 крупные IT-гиганты, которые еще не начали делать беспилотники, попытались «запрыгнуть в последний вагон»: Amazon купил компанию-разработчика Zoox, а Сбер сначала объединил усилия с Cognitive Technologies, а на днях начал тестировать беспилотники собственной разработки.
• Небольшие компании — несметное число американских страртапов или отдельные российские компании, в том числе «СтарЛайн» — тоже разрабатывают своих «автопилотов», потому что с точки зрения технологий и финансов порог входа в эту область намного ниже, чем создании автомобиля с нуля.

Беспилотники Яндекса мы с выпускающим редактором Николаем Воронцовым на двоих тестировали уже трижды, а с другими компаниями было сложнее, потому что, многие из них расположены в регионах, а редакция находилась в Москве (с приходом пандемии она переехала и располагается где-то посреди рабочих чатов и звонков в Zoom): «СтарЛайн» базируется в Санкт-Петербурге, «КамАЗ» испытывает грузовики с кабиной и без в Набережных Челнах, а беспилотные комбайны Cognitive Technologies собирают зерно с полей Черноземья.

Еще в конце лета я, отчасти как раз благодаря пандемии, переехал в Санкт-Петербург, поэтому список беспилотных поездок «на анбоксинг» расширился. Предвосхищая возможные вопросы про погоду и отсутствие снега скажу, что заезд и разговор с разработчиками происходил еще в ноябре.

Как он устроен

С командой разработчиков мы встретились в центре города, у Марсова поля, где находится одна из основных зон тестирования. Беспилотник «СтарЛайна» постоянно тут катается вокруг поля :

Сам автомобиль выполнен на базе Skoda Superb. Его выбрали из-за простоты интеграции вычислительных блоков и датчиков, а также возможности управлять основными функциями (рулем, педалями, коробкой передач) электронно, через команды, а не при помощи отдельных актуаторов. Несколько лет назад мировые разработчики, как правило, выбирали прогрессивную для тех лет Toyota Prius, но сейчас такие возможности есть у многих новых моделей, а подходящий Prius достать в России не так просто.

Беспилотный «стек» у машины стандартный для индустрии: камеры, лидары и радары для зрения, отдельные вычислительные блоки для предварительной обработки данных и работы основных алгоритмов. Большая часть датчиков — в том числе круговой лидар — располагается на крыше, еще один лидар есть на передней части машины.

Компьютеры, блоки питания и прочая низкоуровневая электроника спрятана в багажнике и довольно сильно греется, потому что суммарная мощность составляет около двух киловатт. Вскоре после моей поездки разработчики поменяли два лидара на новые, в том числе заменили верхний лидар на 128-лучевой, и добавили еще один в заднюю часть машины, а также убрали компьютер в багажнике на место запасного колеса и провели жидкостное охлаждение:

Сейчас стоимость беспилотного «обвеса» примерно в два раза больше, чем самого автомобиля, но цены довольно быстро падают (в основном на лидары).

Кстати, однажды один из лидаров на несколько тысяч долларов пришлось менять из-за сильного мороза: в процессе работы он греется, но запускается в холодном состоянии, а если это происходит не в гараже, то он не успевает согреть себя. Когда лидар сломался, инженеры разобрали его и наглядно увидели недостаток электромеханических лидаров, которые сейчас используют почти все разработчики: многие компоненты расшатываются из-за вибраций во время езды. Многие компании связывают надежды с твердотельными лидарами, причем в основном даже не из-за этого недостатка, а из-за гораздо меньшей цены. Кроме того, цена уменьшится и из-за массового производства.

Как и почти все аналоги, беспилотник «СтарЛайна» использует высокоточные карты, чтобы определять свое местоположение, планировать движение и предсказывать движение окружающих машин исходя из знаний о том, куда они в принципе могут поехать. В отличие от автомобилей многих крупных разработчиков, он при локализации опирается только на логическую карту, то есть очень точную карту полос, светофоров, ограничений и прочего, но не на лидарную 3D-модель окружающего пространства. Сопоставляя ее с сигналами с GPS и ГЛОНАСС, а также, при необходимости, RTK-поправками, автомобиль точно понимает свое местоположение. При этом во время езды лидары, как и радары с камерами, используются для обнаружения объектов на дороге.

Разработчики рассказали, что после поездок данные с лидаров загружаются на сервера компании, и они работают над тем, чтобы все-таки начать использовать лидары для локализации и создать сервис высокоточной картографии.

У беспилотника «СтарЛайна», по крайней мере в текущем виде, есть еще одна важная особенность, которая лично мне кажется недостатком. На текущем этапе развития технологии при конфликте данных с карты и датчиков приоритет отдается картам. Это не значит, что беспилотник будет вслепую нестись вперед, невзирая на реальный мир — разумеется, датчики обнаружат препятствие и заставят машину затормозить. Однако это влияет на то, как автопилот справляется с несовершенством водителей или дорожными работами. Из-за этих особенностей реального мира беспилотники любых компаний пока ездят либо под непосредственным присмотром водителя за рулем, либо под удаленным. По мере развития технологий алгоритмы получают возможность справляться со все большим количеством подобных сложных сценариев.

Когда я ездил на беспилотных автомобилях Яндекса, разработчики отмечали, что они наоборот отдают приоритет реальным данным, а не карте, например, в случае временных дорожных знаков. Я решил узнать у обеих компаний, как их автопилоты будут вести себя в одной и той же ситуации: по карте полоса перед беспилотником свободна, но фактически она заблокирована ремонтными работами, а перед ними стоят конусы и временные знаки, показывающие, с какой стороны их нужно объезжать. Вот что ответили представители «СтарЛайна» и Яндекса:

При этом компании сошлись во мнении, что в будущем должен появиться сервис, в котором подобные дорожные изменения будут появляться заранее, что позволит свести необходимость во вмешательстве операторов к минимуму.

Представитель Яндекса также рассказала, что в автомобилях компании уже реализована возможность удаленной помощи для сложных случаев, к примеру, временной разметки, не соответствующей тому, как реально едет поток машин. Если беспилотник без водителя в салоне (в России такие поездки пока запрещены) столкнется с ситуацией, которую он не может решить самостоятельно, не нарушая правил, он остановится и сможет отправить запрос оператору. Тот оценивает ситуацию, и не напрямую берет управление на себя, как, предлагает делать американская Voyage и китайская Baidu, а дает высокоуровневые команды и разрешает, например, пересечь сплошную, чтобы объехать препятствие.

Как он ездит

В целом машина «СтарЛайна» едет плавно и почти всегда предсказуемо. Этому способствует и то, что водитель и пассажиры видят на экранах наглядный план движения автомобиля и карту окружающих объектов. Кстати, сзади, у пассажиров, есть отдельные мониторы с более «сырыми» данными. Единственный сильно неестественный момент, непонятный, если не смотреть на мониторы, был в самом начале поездки. Подъехав к припаркованному автомобилю, машина остановилась и ждала, пока ее пропустят водители слева. Но через небольшое время она начала прерывисто стартовать и останавливаться.

Если посмотреть на монитор, то все становится понятно: беспилотник дожидался разрыва между автомобилями в левой полосе, думал, что уже можно перестраиваться (это видно по смене цвета полосы под машиной с красного на зеленый), и спустя мгновение видел, что автомобиль сзади уже приблизился слишком сильно. Честно говоря, я понял это уже когда отсматривал видео. В любом случае, нельзя не отметить пользу визуализации — иначе машина воспринималась бы «черным ящиком» и ездить на ней было бы сильно менее комфортно.

Пока у беспилотника выставлены излишне аккуратные настройки. Это особенно заметно при подъезде к перекресткам: машина оставляет перед собой место, в которое запросто может заехать еще одна машина. То же касается и боковых интервалов. В одном месте во время заезда оператору пришлось перехватить управление, потому что машины были припаркованы так, что между ними и краем полосы оставалось немного места даже для водителя-человека.

Также у алгоритмов «СтарЛайна» пока слишком просто устроена работа внутри полосы. Правда стоит заметить, что перестраивание между полосами в плотном потоке это вообще одна из самых сложных задач для разработчиков алгоритмов беспилотных автомобилей. Беспилотник «СтарЛайна» всегда придерживается центра полосы и, к примеру, не будет смещаться к краю, если ему необходимо перестроиться, чтобы показать водителям сзади свои намерения, в отличие от автономных машин Яндекса или Mobileye (стиль вождения которой, на мой взгляд, один из самых похожих на человеческий). В будущем разработчики собираются убрать ограничение на движение внутри полосы и разрешить смещаться к краю.

Многие из окружающих водителей явно не понимают специфику тестирования беспилотных автомобилей и часто реагируют озлобленно, сигналя машине:

В общем, пока у питерского беспилотника еще есть явные «детские болезни». Есть и общие для таких машин проблемы. Например, как в принципе нужно решать вопрос с ситуациями, когда машины припаркованы так, что единственный способ проехать — пересечь сплошную? Прописать в алгоритмах исключения, позволяющие им в некоторых случаях пересекать сплошные? Или оставить все как есть и вызывать удаленных операторов на подмогу, как хочет делать Voyage?

Тем не менее, я как водитель-человек с двумя глазами и тремя зеркалами, в который раз убеждаюсь, что уже сейчас беспилотные автомобили как минимум имеют обзор лучше моего за счет всесторонних датчиков. А алгоритмы подтянутся с увеличением пробега и прогрессом в алгоритмах.

Что еще?

Разработчики рассказали о нескольких других текущих проектах, связанных с беспилотником. Помимо команды разработчиков с беспилотной Skoda, есть еще одна команда, которая делает открытый проект беспилотного автомобиля и в некотором смысле конкурирует с первой командой. Сейчас она прорабатывает сценарии использования беспилотного такси: делает интерфейс приложения для смартфона и информационной системы в подголовниках, которая будет показывать пассажирам, куда едет автомобиль и что он собирается делать.

Сама компания делать такси не собирается, но планирует создать «заготовку», которую смогут использовать другие компании. Как ни странно, оказалось, что представленный осенью проект беспилотного такси с «Таксовичкоф» практически полностью будет делать стартап Ralient, а из наработок «СтарЛайна» они возьмут лишь сертифицированный автомобиль с низкоуровневой электроникой для связи органов управления и компьютера.

Также разработчики отрабатывают на закрытой территории в районе Янино взаимодействие беспилотного автомобиля с умными светофорами и другие V2X-сценарии. Еще один проект связи компания планирует провести с одним из операторов связи, тестирующим 5G в России. Предполагается, что во время езды автомобиль будет в реальном времени передавать как минимум часть данных с датчиков на мощные сервера и получать обратно обработанные данные. Разработчики «СтарЛайн» считают, что в тестовом окружении вне города задержка и пропускная способность сетей 5G может позволить реализовать такую схему работы, но сейчас или в ближайшие годы в условиях города такое вряд ли возможно. К тому же, связь может в любой момент оборваться или замедлиться, поэтому удаленную обработку все равно придется дублировать локальной.

Наконец, есть и коммерческие проекты по созданию промышленных беспилотников, причем как обычных, так и и больших: в одном из них разработчики «обеспилочивают» 300-тонную машину.

P.S. От этой поездки у меня смешанные впечатления. С одной стороны, очевидно, что пока «СтарЛайн» с двумя автомобилями и, по их же словам, нехваткой новых специалистов для расширения, не в силах напрямую конкурировать с Яндексом и даже Сбером, новичком в этой области. С другой стороны, кажется, у разработчиков нет неоправданных амбиций и они вполне реалистично планируют сосредоточиться на совместных проектах в смежных областях, промышленных машинах и даже «даунгрейде» беспилотного автомобиля до ADAS, который можно было бы встраивать в уже выпущенные автомобили, чтобы дать им частичную автономность.

В любом случае, мне симпатичен этот и подобные проекты, и я очень рад, что в России не просто есть такая технологичная область, как беспилотные автомобили, а сразу несколько компаний, нацеленных на разные ниши.