Alguns dias atrás
, Vedomosti disse que Moscou logo começaria a testar um bonde não tripulado. Agora eles o estão testando no depósito, mas em alguns meses planejam lançá-lo na rota 17 - até agora sem passageiros e com um motorista no táxi.
Na próxima etapa, o motorista também continuará a controlar o bonde. O sistema registrará apenas o acionamento, mas poderá afetar o controle do bonde apenas em dois casos - diminuirá a velocidade se houver um objeto estranho nas pistas e diminuirá se o motorista acelerar demais em condições de mau tempo.
Muito provavelmente, o bonde se tornará completamente não tripulado em apenas alguns anos. Como Vedomosti escreve, em 2021-2022.
O desenvolvimento é baseado no modelo Vityaz M, produzido pela PC Transport Systems, e a empresa Cognitive Technologies está envolvida no piloto automático. A chefe de seu departamento para o desenvolvimento de veículos não tripulados, Yuri Minkin, nos contou mais sobre o projeto.
Sensores
O sistema usará 20 câmeras e 10 radares - se falarmos sobre a configuração de um bonde totalmente não tripulado. Atualmente, estamos trabalhando em uma solução para que os sensores cubram todos os 360 graus ao redor do bonde. Esta é a nossa estimativa de quantidade atual.
A maioria será instalada na frente. Existem até cinco câmeras em diferentes configurações. Três câmeras estão na parte traseira e o restante está distribuído pelo carro. Sensores separados também controlam o perímetro da porta. Câmeras ou outros sensores funcionarão na porta - ainda estamos trabalhando nessa questão. Eles devem ver quando ninguém está na porta e podem ser fechados.
Câmeras e radares separadamente são bons instrumentos, mas não fornecem informações completas quando trabalham isolados, especialmente em condições difíceis. Sob condições ideais, as câmeras são suficientes para tudo. Infelizmente, porém, não vivemos em um mundo ideal. Por várias razões, as câmeras podem parar de funcionar normalmente.
Por exemplo, o sol brilha, ou um nível muito baixo de iluminação, forte nevasca, chuva forte. Ou seja, aquelas condições em que nem a pessoa nem as câmeras veem nada. Seria estranho liberar um sistema que não chegaria a lugar nenhum com muita neblina. Não é necessário nem perigoso, porque o nevoeiro pode passar despercebido. E o radar não é tão sensível às condições climáticas, mas ao mesmo tempo não pode ver a imagem completa. Por exemplo, ele não reconhece um sinal de trânsito.
Para resolver tudo isso, a tecnologia de fusão de dados é usada - quando processamos dados de câmeras e radares simultaneamente e tomamos decisões com base em dois sensores diferentes. Assim, é obtida uma solução para qualquer clima, que é ao mesmo tempo razoavelmente aceitável.
A precisão da detecção em condições difíceis, é claro, diminui. Para garantir a segurança no trânsito e garantir um nível aceitável de qualidade, medidas de precaução devem ser tomadas - redução de velocidade e assim por diante. Isso reduz a distância de frenagem e aumenta o tempo para avaliar a situação atual.
Os radares olharão para frente e para trás. Eles têm um grande raio de ação - até duzentos metros, talvez até um pouco mais. Os radares estarão nos cantos para que controlemos todos os pontos cegos. E mais alguns ao longo do perímetro do bonde.
Radares são o nosso desenvolvimento. Nós preparamos as câmeras. Mas o que exatamente será colocado, em que quantidade e em que estágios é uma questão conjunta com o produtor de bondes. Portanto, é melhor conversarmos sobre tudo no estágio da decisão final do design.
De software
Em primeiro lugar, é o recebimento e processamento síncrono de dados de diferentes sensores - câmeras, radares, posicionamento de alta precisão, sensores inerciais. O principal é que os dados sejam recebidos de forma síncrona, para que o sistema entenda que todas as informações se referem a um período de tempo.
Também recebemos informações de sistemas de bonde no ar. Por exemplo, a posição dos controles, a velocidade do motor, o estado das portas e vários nós do bonde.
Também há cartografia de alta precisão - as informações que coletamos previamente e são constantemente atualizadas. Com ele, sempre podemos restaurar o local de acordo com as informações das câmeras e radares, mesmo se perdemos o sinal do GPS. Sabemos onde estão localizados todos os objetos de interesse na rota, paradas, semáforos e muito mais.
Por exemplo, para não desperdiçar recursos do computador na detecção de sinais de tráfego ao longo de toda a rota, sabemos onde eles estão, incluindo o componente correspondente, se necessário. Isso permite otimizar a carga de computação.
O próximo nível no software é o processamento. Restauramos a cena da estrada ao nosso redor, organizamos objetos, analisamos a cena da estrada e tomamos decisões sobre como influenciar os controles.
Se estamos falando de um sistema de aviso de motorista, avaliamos se é hora de o sistema intervir ou não. Se sobre o piloto automático, ele avalia constantemente o cenário da estrada.
Visão de máquina e treinamento de redes neurais
Com a ajuda da visão de máquina, detectamos uma variedade de objetos - pedestres, carros, sinais de trânsito, a posição das setas e muito mais. Todos os muitos objetos que o driver monitora também são reconhecidos pelo sistema.
Realizamos reconhecimento com base em redes neurais - esta é a abordagem mais comprovada. Mas essa tarefa requer um computador relativamente poderoso para fornecer qualidade aceitável a uma velocidade aceitável. No carro, é possível colocar esse equipamento, conectá-lo à energia. Além disso, o custo do equipamento é aceitável para esse tipo de transporte.
Estamos coletando dados sobre bondes existentes há muito tempo. O projeto dura mais de seis meses, mas agora foi anunciado. Coletamos em diferentes momentos do dia, em diferentes condições de iluminação. Estamos constantemente expandindo conjuntos de dados - essa é a coisa mais valiosa. Os algoritmos são desenvolvidos e aprimorados, e os conjuntos de dados podem ser usados para testes e treinamento ao longo de muitos anos. Essa é a base de qualquer aprendizado de máquina.
Para parte dos detectores, por exemplo, reconhecimento de carros e pedestres, usamos os dados que coletamos anteriormente, antes do projeto com um bonde
Segurança, sistema de backup, ataques
Devido à alta tecnologia dos carros, podemos controlar totalmente o bonde usando a unidade de interface apropriada. Podemos influenciar todos os órgãos governamentais e receber informações sobre o estado atual de todos os sistemas de bondes.
Existe um sistema de backup. Todos os nós são duplicados com uma margem. Nosso sistema sempre envia um sinal para uma unidade autônoma de que está funcionando. Assim que esse sinal desaparece, a unidade simplesmente para o carro.
Toda a informação está contida localmente. Nós não dirigimos o bonde lá fora. Em primeiro lugar, caso contrário, não seria seguro. Em segundo lugar, os canais de comunicação existentes não fornecem garantias suficientes. Todos entendemos que, se algo acontecer ao canal de comunicação durante o movimento, a situação geralmente será imprevisível. Portanto, tudo é processado exclusivamente a bordo.
Este sistema não tem entrada do lado de fora. Está completamente fechado para ataques. Somente se você atacar o próprio bonde, abra o painel, conecte-se aos fios - mas isso já é uma história fantástica. Hackear pela Internet e gerenciar o bonde é impossível. Todo o sistema está fechado e completamente isolado.
No caso de ataques usando imagens de senão, o radar nos ajudará. Por exemplo, a visão será enganada - ela verá um carro e um freio inexistentes. Mas no radar veremos que não há nada à frente. Sim, ficará claro - há algo errado, o bonde desacelera ou dá um sinal.
Mais uma vez, coletamos todos os métodos que permitem enganar sua visão e desenvolvemos métodos para contorná-los, para fazer com que o sistema de visão não responda a essas imagens. As decepções são específicas para cada implementação, não são universais. Suponha que Tesla tenha um determinado sistema e que fique claro para alguém como enganá-lo. E provavelmente, o que engana Tesla não nos enganará.
Você pode lidar com isso monitorando constantemente. Os bandidos inventam novas maneiras de roubar, os bandidos inventam maneiras de se proteger disso.
Diferenças entre um bonde e veículos não tripulados comuns
Por um lado, a responsabilidade está crescendo, porque é o transporte de passageiros. Garanta sempre uma viagem suave. Você entende que existem dezenas de pessoas a bordo pelas quais você é responsável.
Por outro lado, o bonde anda sobre trilhos, quase sempre tem uma vantagem nas regras de trânsito. Não há necessidade de resolver o problema do táxi, sua trajetória, todos os principais pontos de interesse, todos os semáforos e paradas são sempre bem conhecidos. Isso simplifica bastante a tarefa.
Além disso, o bonde é grande, menos problemas com a colocação de equipamentos, com sua potência. Em um carro, a energia do gerador nem sempre é suficiente para acomodar equipamentos que permitem a condução autônoma. Mas não há problemas com o bonde.
O bonde com o qual trabalhamos é muito moderno. Tudo é controlado eletronicamente e já existem muitos sistemas de segurança embutidos. Por exemplo, ele não pode se mover até que a porta esteja trancada. Se as portas tropeçarem em algo no fechamento, elas se abrirão, nunca beliscarão ninguém. Portanto, resultou em uma máquina base de muito sucesso, na qual já colocamos nossos sistemas.
Ou seja, do ponto de vista da implementação - mais simples, mas mais responsável.
Mas muitas coisas precisam ser coordenadas. Primeiro, coordenamos com o fabricante do bonde, depois vamos para Mosgortrans, e isso complica o curso dos testes. Se pudermos dirigir um carro até o aterro, os testes podem ser feitos em um pequeno depósito - mas você não vai muito lá - ou pode organizar especificamente testes em condições urbanas e garantir a segurança. Por exemplo, viaje à noite.
Piloto automático e programação
Isso funcionará da maneira que funciona agora. Todo bonde tem um cronograma que deve seguir. Se um carro subir nos trilhos do bonde, o horário mudará. Já está sendo preparado levando em consideração que pode haver obstáculos no caminho do movimento. Há muita experiência na operação de bondes; há muito se sabe como, em média, um bonde pode se desviar de sua programação ideal. Colocamos esses desvios na rota do movimento.
Naturalmente, algo mais sério pode acontecer. No futuro, será fornecido um sistema quando soubermos sobre o movimento de outros bondes, e faremos isso com isso em mente.
Sim, o motorista pode esperar mais um segundo pela pessoa que corre até ele, acena com as mãos e se atrasa, mas o carro não. Teoricamente, é claro que isso pode ser estabelecido, mas na prática isso não acontecerá. Se esperarmos um minuto, em um minuto alguém virá correndo. Este é um carro e funciona de acordo com regras claras. Graças a essas regras fixas, é mais seguro.
O que é necessário para tirar o projeto da fase piloto
Precisamos testar tudo - até o que já está pronto. Em várias condições, tudo funciona bem. Mas entendemos que a vida é rica em eventos, por isso precisamos tentar mais, imitar diferentes cenários em uma cidade, para ver se o sistema funciona ou não.
Nossos planos são lançar vários bondes que irão montar, coletar dados e observar como o sistema funciona. Ou seja, o sistema não afetará os controles, mas simplesmente cancelará a inscrição de suas respostas. E vamos monitorar e comparar a reação do sistema com a reação do motorista. Com base nisso, analisaremos o que é certo, o que está errado. Teremos todas as informações dos sensores e veremos onde o que está errado.
Naturalmente, os algoritmos precisam ser mais desenvolvidos. A visão já está próxima o suficiente dos padrões da indústria, do que já pode ser permitido trabalhar. É necessário elaborar cenários e analisar as nuances. Por exemplo, para analisar como os pedestres se movem para que o sistema não funcione falso, mas ao mesmo tempo diminui a velocidade quando é realmente necessário.
Essas são todas as nuances de ajuste e depuração que levam muito tempo.