Автопилот на дороге: CHIP испытал автономную Audi на дорогах Германии

Технологии автономного вождения развиваются с невероятной скоростью. Вот уже и компания Audi всерьез взялась за самоуправляемые автомобили — это можно почувствовать на водительском месте, когда активируешь автономный режим вождения одновременным нажатием двух соответствующих кнопок на руле. После этого руль убирается в приборную панель, чтобы пассажиру, который только что был водителем, было просторнее в салоне. До этого момента мы были привычны к тому, что системы автопилота, вроде тех, с которыми мы познакомились во время теста Tesla Model S, предупреждают водителя об осторожности и вынуждают держать руки на руле. Однако в случае с беспилотными моделями Audi дело обстоит совсем иначе.

Мощный вычислительный центр на колесах

Автономная Audi А7 сильно отличается от своих привычных собратьев. Под передним и задним бамперами установлено по лазерному сенсору. Также есть видеокамеры, следящие за разметкой, ограждениями и другими участниками дорожного движения. Лазерный сканер работает с индивидуальной модуляцией, чтобы отличать собственный сигнал от сигналов других автомобилей. В отличие от оптических сенсоров, формирующих двухмерное изображение, которое интерпретирует компьютер, лазерный сканер создает трехмерную модель окружающей обстановки — до каждой точки в поле зрения сканера определяется расстояние. К тому же у А7 имеются все серийные датчики (сдвоенный радар, направленный вперед, оптический датчик над зеркалом в салоне, ультразвуковые датчики по периметру авто) и дополнительные «радары-глаза», которые незаметно устанавливаются под бампером и смотрят вперед по диагонали. А за обработку всех поступающих с датчиков сигналов и рассчитывание маневров автомобиля на дороге отвечает центральный компьютер (zFAS). В прототипе автономной Audi он почти целиком занимает багажный отсек.

Полная модель окружения

Моделирование окружающей обстановки производится в двух дублирующих системах, которые взаимно контролируют друг друга и в чрезвычайной ситуации в течение четырех секунд передают контроль водителю или же могут включить экстренное торможение.

Разработчики Audi, участвующие в нашей испытательной поездке, предварительно все нам показали и рассказали. В первую очередь нашу веру в автомобиль должна была укрепить информация о дублировании критически важных систем, что повышает уровень безопасности. Несмотря на это, убирающийся в панель приборов руль вызывает смешанные чувства. В конце концов мы едем на рекомендованной скорости под проливным дождем и в плотном трафике в конце рабочего дня по трассе А9 в Германии в направлении Ингольштадта.

Первые километры особых впечатлений не вызывают. Автомобиль движется по средней полосе, выдерживая соответствующий интервал относительно едущего впереди транспортного средства. Становится интересно, когда заканчивается колонна грузовых автомобилей, которую мы обогнали, и правая полоса оказывается свободной на несколько сотен метров. Audi по всем правилам включает указатель поворота и перемещается вправо. Мы замечаем, что еще до включения указателя поворота автомобиль уже съезжает к правому краю средней полосы. И, как мне поясняют разработчики, это не случайно: люди ведут себя так же, и это облегчает оценку ситуации водителям, которые движутся за нами.

Проблема любителей быстрой езды

Как по заказу, в зеркале заднего вида появляется Volkswagen Phaeton, который идет по трассе со скоростью около 200 км/ч. Как раз в этот момент Audi начинает менять полосу движения. Отметим, что большая разница в скоростях заставляет сенсоры работать на пределе, потому что им нужно «видеть» на расстоянии в многие сотни метров. Но автомобиль не допускает возникновения рискованной ситуации: он отказывается от маневра, возвращается в средний ряд и, когда Volkswagen проносится мимо, снова пытается перестроиться. Подобный маневр очень нас впечатлил.

Теоретически разница в скорости на немецких автотрассах могла бы быть и намного больше: в конце концов, может встретиться и Bugatti, движущийся с максимальной скоростью. Перед поездкой мы говорили об этом с директором по развитию компании Audi Штефаном Книршем. Хотя с отточенными коммуникационными технологиями Car 2 Car можно было бы управлять и такими ситуациями, но доктор Книрш, тем не менее, уверен в следующем: «С полностью автономным дорожным движением отпадет необходимость в дискуссиях относительно ограничения скорости».

На протяжении 40 километров А7 движется безупречно и впечатляюще плавно — именно так мы представляем себе по-настоящему хорошего водителя-профессионала. Но внезапный конец этой идиллии приходит в лице представителя семейства Passat, когда мы движемся в его мертвой зоне примерно в двух метрах позади него. В таких ситуациях прототип для безопасности не прибегает к экстренному торможению — это берет на себя наш спутник, у которого под ногами есть педаль тормоза. На обратном пути от Ингольштадта специалисты CHIP берут управление на себя.

Автономные седаны Ford покоряют Америку

Но… не Audi единой. Автоконцерн Ford, например, тоже занимается тестированием беспилотных автомобилей. Полуавтономные технологии помощи водителю вкупе с роботизированным управлением — все это еще предстоит много раз проверить и отладить перед выходом на рынок. Практические тесты уже вовсю проводятся: испытание беспилотных седанов Ford прошло еще в начале 2016 года на заснеженных дорогах штата Мичиган (США). По словам специалистов автоконцерна, самостоятельное передвижение в хорошую погоду и распознавание дороги, когда она засыпана снегом, — это совершенно разные ситуации. И здесь Ford более дальновиден. Автомобили испытываются не только на заснеженных трассах, но и в условиях ветренной погоды, полной темноты и с выключенными фарами, чтобы исключить риск внештатных ситуаций.

За распознавание дороги в автономной модели Ford Fusion отвечают сенсоры LiDAR. Эти датчики способны предоставлять данные, которые по точности превосходят GPS, и определяют положение машины на полосе движения с точностью вплоть до сантиметра. Во время передвижения сенсоры испускают короткие лазерные импульсы, что позволяет автомобилю в режиме реального времени создавать подробную карту местности в трехмерном формате.

Инженеры Ford рассказывают, что в условиях хорошей солнечной погоды именно LiDAR является самым действенным средством сбора информации об окружении. Сенсоры быстро и эффективно распознают ближайшие объекты, а собранные данные затем используются для расчета лучшего пути движения.

Автономная езда по карте

Но на заснеженной дороге или при передвижении в плотном потоке транспорта LiDAR и другие сенсоры, как и видеокамеры, дорожное полотно «не видят». Это актуально еще и в тех случаях, когда сенсоры покрываются слоем грязи. Чтобы разрешить подобные проблемы, связанные с непогодой, самоуправляемый тестовый седан Ford снабжен трехмерными картами высокого разрешения, которые предоставляют бортовому компьютеру информацию о дороге, включая сведения о разметке, дорожных знаках, а также географии местности.

Профессор Колледжа инженерного дела Мичиганского университета Райан Юстис рассказывает, что карты, разрабатываемые сторонними компаниями, не всегда помогают испытуемому автомобилю ориентироваться на заснеженной местности. А вот карты, которые создаются сотрудниками колледжа совместно с разработчиками Ford, содержат полезные данные об окружающей местности вокруг автомобиля, что позволяет ему определять свое местоположение, даже когда дорога запорошена толстым слоем снега. Беспилотный Ford создает карты во время езды по тестовому полигону при хороших погодных условиях. Далее эти карты автоматически снабжаются такими важными сведениями, как информация и дорожных знаках, деревьях, зданиях и т. п. В итоге, когда автомобиль «не видит» дорогу при последующей поездке по ней в плохую погоду, он ориентируется по ранее записанным данным, которые позволяют ему определить свое положение на карте и уверенно ехать в суровых условиях. При этом наряду с автономным ориентированием по карте автомобиль задействует системы безопасности, которые обычно используются при езде в непогоду: например, электронную систему курсовой устойчивости.

В идеале разработчики автономных технологий Ford хотят добиться того, чтобы беспилотный автомобиль мог сам распознавать ухудшение погоды во время езды, определять, насколько безопасным будет дальнейшее движение и, в случае положительного прогноза, насколько долго передвижение будет безопасным.

Согласно результатам прошедших в апреле испытаний, беспилотные автомобили Ford успешно справились даже с вождением в полной темноте и с выключенными фарами. Благодаря сенсорам LiDAR прототипы беспилотных автомобилей Ford независимы от солнечного света и видеокамер, фиксирующих линии разметки на дорожном полотне.

Новые электромобили

Не автономно, но на электрической тяге ездят два новых автомобиля, которые нам удалось протестировать.

Внедорожник с нормой потребления в 1,8 литра

Модель Outlander PHEV — первый на рынке гибрид среди внедорожников по цене от 2,5 млн рублей, обещающий норму потребления топлива до 1,8 литра на 100 километров, а также дальность поездки в 52 км на электротяге (общий запас хода — до 880 км). При неспешном движении в пригороде, далеком от скоростей автобанов, нам фактически удалось пре­одолеть более 40 км. Если расстояние от дома до работы вписывается в эти рамки и есть возможность зарядки на рабочем месте, вполне реально ездить только на электродвигателе.

Кстати о возможности зарядки: в комплект поставки Outlander входит зарядный кабель для обычных домашних бытовых розеток (продолжительность полной зарядки — до пяти часов). Для зарядных станций Type 2, которые должны стать стандартом для Европы, имеется соответствующий кабель, но с его помощью зарядка особо быстрее не пойдет. Быстрая зарядка возможна только с зарядными устройствами CHAdeMO. Здесь можно за полчаса подзарядиться на 20 км.

Два электродвигателя с совокупной мощностью в 120 кВт существенно ускоряют Outlander, но при этом нет того чувства драйва, которое испытываешь за рулем BMW i3 или Tesla.

Однако вся притягательность электромобиля Outlander мгновенно сходит на нет, как только разряжается аккумулятор. Когда запускается бензиновый двигатель мощностью в 121 л. с., этот бесшумный автомобиль превращается в совершенно обычный японский внедорожник. И тогда реальное потребление разочаровывает, потому что составляет от шести до восьми литров. В результате наценка относительно модели Outlander с дизельным двигателем (около 700 000 рублей с полным приводом) никогда не окупится последующей экономией.

30 кВт·ч в компактном автомобиле

Хотя с моделью Leaf компания Nissan едва ли выиграет конкурс автомобильной красоты, но зато японский электромобиль уже не один год носит корону самого продаваемого в мире. С этого лета в продажу поступают компактные модели с увеличенной емкостью аккумулятора: вместо 24 кВт·ч, которые предлагаются и конкурентами, новый аккумулятор при тех же размерах и минимальном увеличении веса обеспечивает емкость в 30 кВт·ч. С ним Nissan обещает нам дальность поездок в 250 км. Однако в реальных условиях она составит 200 км, если довольствоваться скоростными стандартами европейских магистральных шоссе.

У подзарядки те же ограничения, что и в случае с Outlander, но Nissan хотя бы предлагает за наценку зарядное устройство на 6,6 кВт, которое можно установить в своем гараже. С ним полная зарядка продлится всего пять часов.

По сравнению с немецкими конкурентами, Nissan Leaf кажется более медленным: ускорение до 100 км/ч происходит за 11 секунд, что на четыре секунды дольше, чем у хэтчбека BMW i3. В экономичном режиме рывок вперед требует еще больше времени без заметного выигрыша в расстоянии. Впрочем, у Leaf решающий фактор состоит в скорости движения, а не во времени ускорения. Навигационная система выглядит старомодно, но салон очень хорош, да и сам автомобиль весьма практичен. Своеобразие кроется в прайс-листе: в Европе Leaf стоит около €30 000 (2,2 млн рублей), но потом еще придется платить до €122 (9000 рублей) в месяц за аренду аккумулятора. Если аккумулятор покупать, нужно заплатить приблизительно на €6000 (500 000 рублей) больше. Так что выгодным приобретением Leaf назвать сложно.

ФОТО: Audi AG; The Ford Motor Company; Josef Reitberger; компании-производители