Il y a quelques jours
, Vedomosti a déclaré que Moscou commencerait bientôt à tester un tramway sans pilote. Maintenant, ils le testent dans le dépôt, mais dans quelques mois, ils prévoient de le lancer sur la route n ° 17 - jusqu'à présent sans passagers et avec un chauffeur dans la cabine.
À l'étape suivante, le conducteur continuera également de contrôler le tramway. Le système n'enregistrera que le déclenchement, mais il ne pourra affecter le contrôle du tramway que dans deux cas - il ralentira s'il voit un objet étranger sur les voies, et ralentira si le conducteur accélère trop dans de mauvaises conditions météorologiques.
Très probablement, le tram ne deviendra complètement sans pilote que dans quelques années. Comme l'écrit Vedomosti, d'ici 2021-2022.
Le développement est basé sur le modèle Vityaz M, produit par PC Transport Systems, et la société Cognitive Technologies est engagée dans le pilote automatique. Le chef de son département pour le développement de véhicules sans pilote, Yuri Minkin, nous a dit plus sur le projet.
Capteurs
Le système utilisera 20 caméras et 10 radars - si nous parlons de la configuration d'un tram entièrement sans pilote. Nous travaillons actuellement sur une solution pour que les capteurs couvrent tous les 360 degrés autour du tramway. Il s'agit de notre estimation de quantité actuelle.
La plupart seront installés à l'avant. Il y a jusqu'à cinq caméras dans différentes configurations. Trois caméras sont à l'arrière et les autres sont réparties dans la voiture. Des capteurs séparés contrôlent également le périmètre de la porte. Des caméras ou d'autres capteurs fonctionneront dans l'embrasure de la porte - nous travaillons toujours sur ce problème. Ils doivent voir quand personne n'est dans la porte et ils peuvent être fermés.
Les caméras et les radars séparément sont de bons instruments, mais ils ne fournissent pas d'informations complètes lorsqu'ils fonctionnent de manière isolée, en particulier dans des conditions difficiles. Dans des conditions idéales, les caméras suffisent à tout. Mais malheureusement, nous ne vivons pas dans un monde idéal. Pour diverses raisons, les caméras peuvent cesser de fonctionner normalement.
Par exemple, le soleil brille, ou un très faible niveau d'éclairage, de fortes chutes de neige, de fortes pluies. Autrement dit, ces conditions dans lesquelles ni la personne ni les caméras ne voient quoi que ce soit. Il serait étrange de sortir un système qui n'ira nulle part dans un épais brouillard. Ce n'est pas nécessaire et même dangereux, car le brouillard peut se faufiler inaperçu. Et le radar n'est pas si sensible aux conditions météorologiques, mais en même temps ne peut pas voir l'image complète. Par exemple, il ne reconnaît pas un signal de trafic.
Pour résoudre tout cela, la technologie de fusion de données est utilisée - lorsque nous traitons simultanément les données des caméras et des radars et prenons des décisions en fonction de deux capteurs différents. Ainsi, une solution tout temps est obtenue, qui est en même temps raisonnablement acceptable.
La précision de détection dans des conditions difficiles diminue bien sûr. Pour assurer la sécurité routière et assurer un niveau de qualité acceptable, des mesures de précaution doivent être prises - réduction de la vitesse, etc. Cela réduit la distance de freinage et augmente le temps pour évaluer la situation actuelle.
Les radars regarderont en avant et en arrière. Ils ont un large rayon d'action - jusqu'à deux cents mètres, peut-être même un peu plus. Les radars seront aux coins pour que nous contrôlions tous les angles morts. Et un peu plus le long du périmètre du tramway.
Les radars sont notre développement. Nous prenons les caméras prêtes. Mais qu'est-ce qui se posera exactement, en quelle quantité et à quels stades, c'est un problème commun avec le producteur de tramways. Par conséquent, nous ferons mieux de parler de tout au stade de la décision finale de conception.
Logiciels
Tout d'abord, il s'agit de la réception et du traitement synchrones des données de différents capteurs - caméras, radars, positionnement de haute précision, capteurs inertiels. L'essentiel est que les données soient reçues de manière synchrone, de sorte que le système comprend que toutes les informations se réfèrent à une période de temps.
Nous recevons également des informations des systèmes de tramway aéroportés. Par exemple, la position des commandes, le régime moteur, l'état des portes et les différents nœuds du tramway.
Il existe également une cartographie de haute précision - les informations que nous avons collectées à l'avance, et elle est constamment mise à jour. Avec lui, nous pouvons toujours restaurer l'emplacement en fonction des informations des caméras et des radars, même si nous avons perdu le signal GPS. Nous savons où se trouvent tous les objets d'intérêt sur l'itinéraire, les arrêts, les feux de circulation et plus encore.
Par exemple, afin de ne pas gaspiller les ressources informatiques sur la détection des feux de circulation sur l'ensemble du parcours, nous, sachant où ils se trouvent, incluons le composant correspondant si nécessaire. Cela vous permet d'optimiser la charge de calcul.
Le prochain niveau dans le logiciel est le traitement. Nous restaurons la scène routière autour de nous, organisons les objets, analysons la scène routière et prenons des décisions sur la manière d'influencer les commandes.
Si nous parlons d'un système d'avertissement du conducteur, nous évaluons s'il est temps pour le système d'intervenir ou non. S'il s'agit du pilote automatique, il évalue constamment la scène de la route.
Vision industrielle et formation des réseaux de neurones
Avec l'aide de la vision industrielle, nous détectons une variété d'objets - piétons, voitures, feux de circulation, la position des flèches et plus encore. Tous les nombreux objets que le pilote surveille sont également reconnus par le système.
Nous effectuons une reconnaissance basée sur des réseaux de neurones - c'est l'approche la plus éprouvée. Mais cette tâche nécessite un ordinateur relativement puissant pour donner une qualité acceptable à une vitesse acceptable. Dans la voiture, il est possible de placer un tel équipement, de le connecter à l'alimentation. De plus, le coût des équipements est acceptable pour ce type de transport.
Nous collectons depuis longtemps des données sur les tramways existants. Le projet dure plus de six mois, il vient d'être annoncé. Nous collectons à différents moments de la journée, dans différentes conditions d'éclairage. Nous développons constamment des ensembles de données - c'est la chose la plus précieuse. Les algorithmes sont développés et améliorés, et les ensembles de données peuvent être utilisés pour les tests et la formation sur plusieurs années. C'est le fondement de tout apprentissage automatique.
Pour une partie des détecteurs, par exemple, la reconnaissance des voitures et des piétons, nous utilisons les données que nous avons collectées plus tôt, avant le projet avec un tramway
Sécurité, système de sauvegarde, attaques
En raison de la haute technologie des voitures de tramway, nous pouvons contrôler entièrement le tramway en utilisant l'unité d'interface appropriée. Nous pouvons influencer tous les organes directeurs et recevoir des informations sur l'état actuel de tous les systèmes de tramway.
Il existe un système de sauvegarde. Tous les nœuds sont dupliqués avec une marge. Notre système envoie toujours un signal à une unité autonome indiquant qu'il fonctionne. Dès que ce signal disparaît, l'appareil arrête simplement la voiture.
Toutes les informations sont contenues localement. Nous ne conduisons pas le tramway à l'extérieur. Premièrement, sinon ce ne serait pas sûr. Deuxièmement, les canaux de communication existants n'offrent pas de garanties suffisantes. Nous comprenons tous que si quelque chose arrive au canal de communication pendant le mouvement, la situation sera généralement imprévisible. Par conséquent, tout est traité exclusivement à bord.
Ce système n'a pas d'entrée de l'extérieur. Il est complètement fermé aux attaques. Seulement si vous attaquez le tram lui-même, ouvrez le panneau, connectez-vous aux câbles - mais c'est déjà une histoire fantastique. Le piratage via Internet et la gestion du tramway est impossible. L'ensemble du système est fermé et complètement isolé.
Dans le cas d'attaques utilisant des images d'accrochage, le radar nous aidera. Par exemple, la vision sera trompée - elle verra une voiture et un frein inexistants. Mais sur le radar, nous verrons qu'il n'y a rien devant. Oui, cela deviendra clair - il y a un problème, le tram va ralentir ou donner un signal.
Mais encore une fois, nous collectons toutes les méthodes qui vous permettent de tromper votre vue, et développons des méthodes pour les contourner et nous assurer que votre système de vision ne réagit pas à de telles images. Les déceptions sont spécifiques à chaque mise en œuvre, elles ne sont pas universelles. Supposons que Tesla possède un certain système et qu'il devienne clair pour quelqu'un comment le tromper. Et très probablement, ce qui trompe Tesla ne nous trompera pas.
Vous pouvez y faire face par une surveillance constante. Les méchants trouvent de nouvelles façons de voler, les bons parviennent à se protéger contre cela.
Différences entre un tramway et des véhicules sans pilote ordinaires
D'une part, la responsabilité grandit, car il s'agit du transport de passagers. Assurez toujours une conduite en douceur. Vous comprenez qu'il y a des dizaines de personnes à bord dont vous êtes responsable.
En revanche, le tramway roule sur rails, il a presque toujours un avantage en matière de réglementation de la circulation. Pas besoin de résoudre le problème du roulage, sa trajectoire, tous les points d'intérêt clés, tous les feux de circulation, les arrêts sont toujours bien connus. Cela simplifie considérablement la tâche.
De plus, le tramway est grand, moins de problèmes avec le placement de l'équipement, avec sa puissance. Dans une voiture, la puissance du générateur n'est pas toujours suffisante pour accueillir un équipement qui vous permet de conduire de manière autonome. Mais il n'y a aucun problème avec le tramway.
Le tramway avec lequel nous avons travaillé est très moderne. Tout est contrôlé électroniquement et il existe déjà de nombreux systèmes de sécurité intégrés. Par exemple, il ne peut pas bouger du tout tant que la porte n'est pas verrouillée. Si les portes tombent sur quelque chose à la fermeture, elles s'ouvriront, ne pinceront jamais personne. Par conséquent, il s'est avéré une machine de base très réussie, sur laquelle nous avons déjà mis nos systèmes.
Autrement dit, du point de vue de la mise en œuvre - plus simple, mais plus responsable.
Mais beaucoup de choses doivent être coordonnées. D'abord, nous nous coordonnons avec le fabricant du tramway, puis nous allons à Mosgortrans, et cela complique un peu le déroulement des tests. Si nous pouvons conduire une voiture au site d'enfouissement, les tests peuvent être effectués soit dans un petit dépôt - mais vous n'y irez pas beaucoup - soit vous pouvez organiser spécialement des tests dans des conditions urbaines et assurer la sécurité. Par exemple, roulez la nuit.
Pilote automatique et calendrier
Cela fonctionnera comme cela fonctionne maintenant. Chaque tramway a un horaire à suivre. Si une voiture monte sur les voies du tramway, l'horaire changera. Il est déjà en préparation en tenant compte du fait qu'il peut y avoir des obstacles à la circulation. Il y a beaucoup d'expérience dans le fonctionnement des tramways; on sait depuis longtemps comment en moyenne un tramway peut s'écarter de son horaire idéal. Nous plaçons ces déviations sur la route du mouvement.
Naturellement, quelque chose de plus grave peut arriver. À l'avenir, un système sera fourni lorsque nous connaîtrons le mouvement d'autres tramways, et nous évoluerons dans cet esprit.
Oui, le conducteur peut attendre une seconde de plus pour la personne qui court vers lui, lui fait signe de la main et est en retard, mais pas la voiture. Théoriquement, cela peut bien sûr être prévu, mais dans la pratique, cela ne se produira pas. Si nous attendons une minute, alors dans une minute quelqu'un d'autre viendra en courant. Il s'agit d'une voiture et elle fonctionne selon des règles claires. Grâce à ces règles fixes, c'est plus sûr.
Ce qui est nécessaire pour sortir le projet de la phase pilote
Nous devons tout tester - même ce qui est déjà prêt. Dans un certain nombre de conditions, tout fonctionne bien. Mais nous comprenons que la vie est riche en événements, nous devons donc essayer plus loin, imiter différents scénarios dans une ville, pour voir si le système fonctionne ou non.
Nous prévoyons de lancer plusieurs tramways qui rouleront, collecteront des données et observeront le fonctionnement du système. Autrement dit, le système n'affectera pas les contrôles, mais désabonnera simplement ses réponses. Et nous surveillerons et comparerons la réaction du système avec la réaction du conducteur. Sur cette base, nous analyserons ce qui est bien, ce qui ne va pas. Nous aurons toutes les informations des capteurs, et nous verrons où va ce qui ne va pas.
Naturellement, les algorithmes doivent être développés davantage. La vision est déjà suffisamment proche des normes de l'industrie, de ce qui peut déjà être autorisé à fonctionner. Il est nécessaire d'élaborer des scénarios et d'analyser les nuances. Par exemple, pour analyser la façon dont les piétons se déplacent afin que le système ne fonctionne pas faux, mais en même temps ralentit quand il est vraiment nécessaire.
Ce sont toutes des nuances de réglage et de débogage qui prennent beaucoup de temps.