24 giờ thử nghiệm xe không người lái "Yandex"

0 67

Đường thử nghiệm cho xe không người lái "Yandex" như thế nào?

Khoảng hai giờ đi xe về phía nam Moscow, có một tòa nhà gạch hai tầng nhỏ với một gara để ba đến bốn chiếc xe hơi, một xưởng và văn phòng để làm việc. Mọi thứ đều khiêm tốn: không có biển báo, mặt tiền hiện đại hoặc không gian sáng tạo xung quanh.

Điều duy nhất nổi bật trong một cảnh quan công nghiệp ngoại ô khá điển hình là một chiếc xe Hyundai Sonata đặt trong một nhà để xe mở với nhãn màu sắc đặc trưng của Yandex. Trên nóc xe đã được lắp đặt một hộp điều khiển tiêu chuẩn cho xe không người lái của công ty với các thiét bị cảm biến, radar và camera.



Đi vào tòa nhà qua gara và đi qua một hành lang nhỏ, bạn sẽ thấy một phòng khách được kết hợp với nhà bếp. Nội thất văn phòng có chăng chỉ khác biệt bởi hai màn hình trên tường, trong đó phát sóng hình ảnh sống từ một chục chiếc xe không người lái và tình trạng hiện tại của chúng.



Cánh cửa từ nhà bếp dẫn đến một khu vực trải nhựa đường rộng đã được đánh dấu ký hiệu gia thông, ngã tư, đường cho người đi bộ, đèn giao thông, biển báo giao thông.

Ở phía bên trái là một nhà chứa vòm lớn màu xanh với lối vào mở từ cả hai đầu. Bên phải là các container hàng hóa, hình nón và rào chắn đường bằng nhựa, có thể thường thấy tại các khu vực có sửa chữa đường bộ.

Tất cả điều này để mô phỏng các tình huống giao thông phức tạp mà một chiếc xe có thể gặp phải trong thành phố.



Nhà vòm chứa màu xanh cũng có vai trò của nó - đó là một nguyên mẫu đường hầm mà trong đó chiếc xe có thể mất tín hiệu GPS. Kỹ sư của Yandex.taxi ngay lập tức lý giải: GPS không phải là nguồn dữ liệu chính để xác định vị trí của xe trong không gian, nhưng khi phát triển một xe tự hành, bạn cần phải kiểm tra tất cả các kịch bản.

Khi vào đường hầm, cảm biến GPS không bị mất tín hiệu ngay lập tức, nhưng lúc đầu, nó làm giảm đáng kể độ chính xác của việc xác định tọa độ và cung cấp dữ liệu không chính xác - ví dụ: xe không ở trong đường hầm, mà là trên đường phố lân cận.


Ảnh của Yandex

Trong số tất cả các cơ sở hạ tầng nhân tạo này, hàng chục xe không người lái Yandex lái xe suốt ngày đêm và trong bất kỳ thời tiết nào. Mỗi chiếc xe có lộ trình riêng. Ô tô không trao đổi dữ liệu với nhau, vì vậy mỗi chiếc xe không người lái đều coi chiếc xe kia là người tham gia giao thông như thường.

Việc ngừng xe chỉ được thực hiện tại trạm xăng - trạm xăng di động phục vụ xe Yandex.Drive chịu trách nhiệm cho việc này, cũng như tải xuống nhật ký kỹ thuật.

Trong mỗi lượt lái, xe tự hành tích lũy một lượng lớn dữ liệu - hồ sơ camera, đọc cảm biến, dữ liệu về hoạt động của các thuật toán. Đối với một chuyến đi ngắn, máy thu thập hàng trăm gigabyte thông tin, sau đó được tải lên máy chủ Yandex để phân tích thêm. Điều này được thực hiện ở đây, trong nhà để xe trong tòa nhà bằng gạch.



Nhật ký các chuyến đi thực tế giúp xác định các khu vực có vấn đề trong hoạt động của các thuật toán và cảm biến khó phát hiện trên các trình giả lập trên máy tính: một bóng trên cảera, trở ngại cho radar, lỗi giao tiếp. Thu thập dữ liệu đặc biệt có liên quan khi đi trong môi trường đô thị, khi người lái xe can thiệp vào việc quản lý xe không người lái.

Ví dụ, trong khi thử nghiệm xe hơi ở Moscow, các tài xế liên tục giảm tốc độ trong khu vực Khamovniki - ở những khu vực có lưu lượng giao thông thấp và không có bất kỳ rào cản và hạn chế rõ ràng nào.

Hóa ra, lý do là bởi những vũng nước lớn gần vỉa hè - những xe tự hành không muốn tạt nước lên người đi bộ. Nhờ phân tích các bản ghi và đào tạo các thuật toán tiếp theo, xe không người lái trở nên thông minh hơn sau mỗi chuyến đi.

Bãi thử cho robot

Bãi thử của Yandex được chia thành nhiều phần. Phần lớn nhất là khu phức hơp các đường phố, giao lộ phức tạp, đường vòng, một ngã rẽ dài và một đường hầm. Tại đây, ô tô liên tục lái xe nư qua một thành phố thực với một đường cao tốc nhỏ, chúng nhường đường cho nhau, đi theo chỉ dẫn của biển báo đường, tăng tốc trong những đoạn dài và giảm tốc độ trước khi rẽ.

Nhóm kỹ sư tiến hành thử nghiệm cơ bản về hoạt động của các cảm biến trong quá trình di chuyển bình thường trong một thành phố hư cấu - không có biế cố bất ngờ nào vi phạm quy trình của người lái xe và của người đi bộ qua đường, nhưng với tín hiệu điều hướng vệ tinh bị mất và các thùng chứa chặn tầm nhìn tại các giao lộ.

Do đó, tất cả các xe không người lái mới được đưa vào hoạt động đều được thử nghiệm.


Lái xe vào đường hầm nơi GPS kém tín hiệu


Lái qua ngã tư "góc chết"

Phần thứ hai của bãi thử bao gồm đèn giao thông, đường dành cho người đi bộ, phễu nhựa và các chướng ngại vật khác có thể bất ngờ phát sinh trên đường đi của xe. Tuy nhiên, ở đây xe không người lái tương tác chủ yếu với người đi đường ảo.

Phần mềm này tạo ra nhiều tình huống nguy hiểm khác nhau trên đường ô tô: một chiếc ô tô vượt đèn đỏ, một người đi bộ bất ngờ bước lên đường, sửa chữa đường ngoài kế hoạch.

Xe không người lái phản ứng với các tình huống khẩn cấp: nó dừng gấp trước khi người đi bộ ảo xuất hiện, chậm lại khi nhìn thấy một chiếc xe sẽ không nhường đường.



Phần này của bãi thử là cần thiết để thử nghiệm các thuật toán xử lý các tình huống giao thông không lường trước được. Các kỹ sư dạy hệ thống sử lý: lái xe quanh một chiếc xe bị hỏng hoặc tính đến đọn đường đang sửa chữa khi rẽ để chiếc xe ngay lập tức chiếm một hàng trống.

Các nhà phát triển giám sát sự di chuyển của các phương tiện tại bãi thử từ xa. Họ có thể "tắt" các bãi thử của thành phố bằng một nút bấm, dừng tất cả các xe không người lái hoặc thay đổi tuyến đường cho bất kỳ chiếc xe nào.

Đôi khi cũng có sự cố. Vào ban đêm, một trong những chiếc xe đã bị hỏng phần mềm đang thử nghiệm. Theo cài đặt chương trình hệ thống, trong tình huống này, xe phải dừng lại. Nhưng vì điều này xảy ra trên đoạn đường với dấu hiệu giao thông dày đặc và cài đặt của các phương tiện được thử nghiệm khác qu định cấm vượt chướng ngại vật, đã xảy ra một trong những vụ ùn tắc giao thông đầu tiên từ xe không người lái tại địa điểm thử nghiệm.



Một phần riêng biệt của bãi thử được sử dụng để kiểm tra các tài xế ngồi sau tay lái xe không người lái trong các thử nghiệm trong thành phố. Nhiệm vụ của họ là điều khiển xe kịp thời nếu xe không phản ứng chính xác với tình huống khẩn cấp.

Bài kiểm tra như thế này. Nhà phát triển từ máy tính buộc xe phải mắc nhiều lỗi khác nhau trong quá trình di chuyển: tăng tốc nhanh sau khi rẽ, rẽ vào lề khi lái xe dọc theo một đoạn thẳng hoặc, hoặc bất ngờ nhất, không trả tay lái sau khi rẽ gấp. Trong trường hợp này, người lái phải ngay lập tức điều khiển xe, ngăn không cho xe gây tai nạn.

Hóa ra việc điều khiển xe không người lái là một nhiệm vụ không hề đơn giản. Cần phải quét đồng thời các dấu hiệu và vạch đường trong nháy mắt, kiểm tra hình ảnh trên máy tính bảng: liệu chiếc xe có nhận ra chính xác tình trạng giao thông hay không và liệu tuyến đường có được xây dựng chính xác hay không và để theo dõi những hành động mà nó thực hiện.



Đến cuối năm 2019, Yandex có kế hoạch ra mắt 100 xe không người lái trên đường. Cho rằng các bài kiểm tra ô tô được tổ chức suốt ngày đêm và mỗi xe trong số đó phải có một người đi kèm, công ty sẽ sớm cần một đội ngũ tài xế ấn tượng cần được đào tạo để xử lý các tình huống không lường trước trên đường.

Giờ đây, đội xe không người lái của Yandex bao gồm 50 chiếc xe Toyota Prius, 15 chiếc liên tục tham gia tại bãi tập của công ty. Chúng không có biển số xe, vì chưa từng rời khỏi bãi tập.

Sự lựa chọn mẫu xe không phải là ngẫu nhiên. Để tạo ra một xe không người lái, nhóm Yandex đã tìm kiếm một chiếc xe có thể điều khiển bằng điện tử: điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phát triển.

Các kỹ sư muốn quay vô lăng, nhấn ga, phanh và thay đổi bánh răng mà không sử dụng các thiết bị cơ khí bổ sung - chỉ gửi lệnh thông qua bộ phận điều khiển của xe.



Nhiều chiếc xe hiện đại được trang bị hệ thống như vậy. Ví dụ, sự có mặt của ABS trong xe hơi, một hệ thống ngăn chặn các bánh xe bị khóa trong khi phanh, cho thấy rằng phanh có thể được điều khiển bằng điện tử.

Và sự hiện diện của một hỗ trợ đỗ xe hoặc hệ thống giữ làn đường có nghĩa là máy tính trên xe có thể điều khiển tay lái. Kiểm soát hành trình - nhấn ga.

Theo các kỹ sư, khó khăn chỉ phát sinh khi chuyển đổi chế độ hộp số. Trên nhiều xe ô tô có hộp số tự động, việc chuyển đổi chế độ vẫn diễn ra thông qua kết nối cơ học giữa cần số và hộp số.

Trong xe Prius, vấn đề được giải quyết bằng điện tử. Ngoài ra, nó là một chiếc hybrid, có nghĩa là máy được trang bị pin mạnh và hệ thống cung cấp năng lượng tốt, cần thiết cho hoạt động của các máy tính được cài đặt trong xe không người lái.



Một trong những xe không người lái được Yandex thử nghiệm đầu tiên được lắp ráp trên cơ sở xe Kia Soul. Tuy nhiên, sau đó, họ quyết định chuyển hoàn toàn sang Toyota Prius và biến Soul thành một chiếc xe cho nhân viên di chuyển quanh bãi tập.

Yandex đang lắp ráp phi đội xe không người lái của mình dựa trên mô hình XW30. Bản sửa đổi này của Prius được sản xuất từ năm 2009 đến 2015, vì vậy trong những năm gần đây, công ty chủ yếu mua xe ô tô đã qua sử dụng và thu thập xe không người lái từ chúng.

Toyota, nhà sản xuất Prius, đã không tham gia vào dự án dưới bất kỳ hình thức nào - các kỹ sư của Yandex đã nghiên cứu độc lập thiết bị của các hệ thống xe hơi và phần mềm quản lý được phát triển.



Mỗi xe trong số 50 chiếc xe trong gara của Yandex đều có tên riêng: Dolores, Teddy, Logan, Charlotte. Xe không người lái được đặt theo tên của các android trong loạt phim khoa học viễn tưởng Wild World.



Các xe không người lái được lắp ráp tại Moscow, trong tòa nhà của một đại lý xe cũ, hiện đã được chuyển đổi thành nhà để xe của Yandex. Quá trình lắp ráp được quy trình hoá và mất ba ngày.

Công ty gần đây đã tham gia vào CES, hội chợ thương mại công nghệ lớn nhất được tổ chức hàng năm tại Las Vegas. Tại đó, một kỹ sư đã tự lắp ráp một xe không người lái từ một chiếc xe mua ngay tại Mỹ.

Công ty có kế hoạch lắp ráp các phương tiện không người lái mới trên cơ sở của Hyundai Sonata 2020, một trong những chiếc xe thử nghiệm đầu tiên đang đỗ trong nhà để xe tại bãi tập. Theo các kỹ sư, nhiệm vụ lắp ráp xe không người lái từ Sonata dễ dàng hơn, vì trong trường hợp của Hyundai, họ có liên lạc trực tiếp với nhà sản xuất.

Nội thất xe không người lái

Nội thất của xe không người lái gần như không khác gì nội thất của một chiếc xe thông thường. Tay lái, bàn đạp, bảng điều khiển và tất cả các điều khiển đều ở những nơi phổ biến của chúng.



Sự khác biệt duy nhất là một trong những giá đỡ cốc bị chiếm bởi một phích cắm bằng nhựa có hai nút. Một nút lớn màu đỏ, tương tự như nút khẩn cấp, ngắt kết nối hoàn toàn tất cả các hệ thống chuyển động tự động lái xe. Đó là, nút biến Prius thành một chiếc xe thông thường mà một người cần lái.



Một nút kim loại nhỏ kết nối tất cả các hệ thống để phục hồi chức năng tụ động lái xe. Đèn báo phát sáng hiển thị trạng thái làm việc. Nếu đèn xanh bật, xe sẽ lái dưới sự kiểm soát của các thuật toán. Màu đỏ - một người đang lái xe.

Hành khách ngồi ở ghế trước - ở đây, trong các chuyến thử nghiệm quanh bãi tập, một trong những kỹ sư của Yandex sẽ ngồi - có một nút màu đỏ khác trên một sợi dây dài. Đây là một cái phanh. Nút nhạy cảm với lực nhấn, vì vậy nó cho phép bạn giảm tốc độ một cách trơn tru nếu cần thiết.



Mùa hè năm ngoái tôi đã lái một trong những máy bay không người lái Yandex qua đường phố Moscow. Sau đó, bên cạnh trình điều khiển, một màn hình Dell đã được cài đặt, hiển thị mọi thứ mà xe không người lái nhìn thấy. Các màn hình đã được thay thế bởi iPad Pro, thông tin kỹ thuật đã được "gói gọn" thành hình ảnh đơn giản.


Giá đỡ từ tính cho máy tính bảng cũng được phát triển tại Yandex.

Máy tính bảng hiển thị thông tin về tuyến đường (được biểu thị bằng một vạch màu rộng), quỹ đạo chuyển động có thể (đường mỏng màu xanh lá cây), các đối tượng được nhận dạng, dấu hiệu, vạch vẽ, hình ảnh từ camera. Từ máy tính bảng, bạn có thể đặt lộ trình lái xe và xem thông tin kỹ thuật cần thiết để gỡ lỗi.



Vẻ ngoài các xe không người lái

Điều thú vị nhất về xe không người lái là ở bên ngoài. Các "cơ quan cảm giác chính" được lắp ráp trên nóc xe dưới lớp vỏ nhựa: ba cảm biến khoảng cách, một trong số chúng được lắp đặt theo chiều dọc, hai cái còn lại ở góc 45 °, cũng như năm camera, bao phủ gần như toàn bộ hướng xe.


Cảm biến khoảng cách có màu xanh, camera màu đỏ, radar có màu vàng

Bên trong vỏ, ngoài các thiết bị cung cấp cảm biến, còn có bốn ăng ten di động GSM và một trong các hệ thống định vị vệ tinh GNSS.

Một bộ cảm biến khác được đặt trong khu vực của cản trước. Một cảm biến khoảng cách được đặt ở vị trí của logo Toyota. Ở đó, trong cản trước, có bốn radar được ẩn đi: hai hướng về phía trước, theo hướng di chuyển, hai là trái và phải. Đằng sau dưới cản là hai radar nữa.

Mỗi cảm biến đều có nhược điểm và ưu điểm riêng. Ví dụ, radar xác định ngay lập tức và chính xác khoảng cách đến các vật thể khác và thực hiện nó ở một khoảng cách lớn - lên tới 150 mét.

Chúng có thể "nhìn" trong bóng tối và tầm nhìn kém. Tuy nhiên, với sự trợ giúp của radar, hình thành một hình ảnh không chính xác. Ngoài ra, chúng xử lý kém với các vật thể đứng yên.


Cám biến khoảng cách thay chỗ cho logo

Cám biến khoảng cách cho phép tạo một bản đồ chi tiết hơn về khôgn gian trung quanh của xe ngay lập tức so với radar. Bên trong chúng là một tia laser quay vài lần mỗi giây, tính toán khoảng cách đến các vật thể và tốc độ di chuyển của chúng với độ chính xác tới vài cm.

Hình ảnh, hình thành bởi cám biến khoảng cách, cho phép bạn xác định ngay cả sự hiện diện của các dấu hiệu trên đường hoặc hình ảnh trên biển báo đường - do bản chất của sự phản chiếu của chùm tia từ các bề mặt khác nhau. Cùng lúc, với sự trọ giúp của cám biến khoảng cách sẽ không thể biết những tín hiệu nào đang có ở đèn giao thông.

Một nhược điểm đáng kể của cám biến khoảng cách là giá thành cao. Tuy nhiên, Dmitry Polischuk, người đứng đầu nhóm phát triển xe không người lái Yandex, tin rằng đây chỉ là một vấn đề về thời gian để các cảm biến sẽ có giá rẻ hơn.

Màu của đèn giao thông có thể được xác định bằng camera. Nó cũng cho phép nhận ra các tòa nhà, xe hơi, con người, dấu hiệu. Tuy nhiên, máy ảnh không thể xác định khoảng cách đến đối tượng có cùng tốc độ và độ chính xác như cảm biến khoảng cách hoặc radar. Và độ chính xác của công việc của nó phụ thuộc mạnh vào ánh sáng, sự sạch sẽ của ống kính và điều kiện thời tiết.



Các nhà phát triển Yandex đang liên tục thử nghiệm và nghiên cứu các kết hợp khác nhau của các cảm biến khoảng cách, radar, camera và vị trí của chúng. Ví dụ, trong phiên bản Prius gần đây, các cảm biến khoảng cách trên nóc xe đã được dời đến các vòm ở bánh trước. Và các radar phía sau số xe được di chuyển lên nóc xe. Cấu hình lại này đã làm tăng khả năng của các cảm biến xe không người lái, Polischuk giải thích.





Xe không người lái làm việc thế nào?

Tất cả dữ liệu từ các cảm biến thông qua các dây được đặt trong xe đi vào cốp xe. Ở đó, dưới đáy lưới kim loại, thay vì bánh xe dự phòng, có một máy tính chịu trách nhiệm tính toán. Ở đây có một nút khác để vô hiệu hóa hệ thống lái xe.



Đầu tiên, với độ chính xác vài cm, hệ thống xác định vị trí của chiếc xe trong không gian. Để làm điều này, tất cả thiết bị của xe không người lái đều được sử dụng: hình ảnh từ camera, dữ liệu từ cảm biến khoảng cách và radar, vị trí và tốc độ quay của bánh xe, tín hiệu GPS và thông tin từ bản đồ có độ chính xác cao được nạp vào xe.

Sử dụng các thông số khác nhau sẽ giảm thiểu khả năng xảy ra lỗi trong việc xác định vị trí của xe. Ví dụ, nếu có nghi ngờ về độ tin cậy của hình ảnh từ camera bẩn, dữ liệu sẽ được xác nhận với sự trợ giúp của các cảm biến khoảng cách, radar, GPS, bản đồ, thông tin về tốc độ quay của bánh xe và góc quay của vô lăng. Tương tự, máy sẽ có thể tính toán vị trí của nó trong trường hợp không có tín hiệu GPS.

Toàn bộ ldữ liệu từ các cảm biến được phân tích trong thời gian thực bằng cách sử dụng các mạng neural và thuật toán được học trên một cơ sở dữ liệu lớn. Tất cả mọi thứ xung quanh chiếc xe đều được phân loại - vì vậy hệ thống hiểu vị trí của những chiếc xe, người đi bộ khác, vạch kẻ đường là gì, biển báo đường nào được lắp đặt.

Phân loại là cần thiết để xe không người lái có thể giải quyết nhiệm vụ khó khăn nhất - để dự đoán chuyển động của từng đối tượng. Chẳng hạn, một chiếc ô tô đổi làn ở làn bên phải trước ngã tư có khả năng sắp rẽ phải, giảm tốc độ. Một người đi bộ đi dọc theo vỉa hè có khả năng tiếp tục với cùng tốc độ và cùng hướng. Và tương tự.

Theo các nhà phát triển, điều khó dự đoán nhất là hành vi của người đi bộ. Một người có tốc độ di chuyển nhỏ và đồng thời có một loạt các quỹ đạo di chuyển có thể xảy ra. Ví dụ, một người tiếp cận đèn giao thông có thể đi vào đèn đỏ hoặc rẽ mạnh theo hướng ngược lại.

Trong thực tế, hành vi của xe không người lái có thể được so sánh với hành vi của một người lái máy. Nếu bạn dần dần tiếp cận con đường mà xe không người lái đang di chuyển, chiếc xe sẽ bắt đầu giảm tốc độ trước, sẵn sàng dừng lại - chiếc xe nhận ra người đi bộ trong vài chục mét và nhận định rằng nếu nó tiếp tục di chuyển cùng hướng, các con đường sẽ giao nhau.

Nếu bạn vẫn bất động trên đường, chiếc xe sẽ cho rằng người đó sẽ không di chuyển, và xe có thể đi tránh an toàn.

Hành vi của xe không người lái cũng thay đổi nếu bạn dừng lâu ở rìa đường và sau đó bất ngờ bước về hướng xe. Đối với xe không người lái, như đối với bất kỳ người lái xe nào, điều này sẽ gây bất ngờ, vì vậy phanh sẽ gấp hơn.



Khi nào xe không người lái sẽ trở thành taxi?

Artyom Fokin, Giám đốc Phát triển Kinh doanh của Yandex về xe không người lái, tin rằng sẽ có thể lái một chiếc xe không người lái ở Moscow trong vòng bốn năm tới. Bây giờ sự ra mắt của những chiếc xe tự trị trên đường phố của các thành phố bị cản trở bởi hai hạn chế chính: pháp lý và công nghệ.

Hạn chế đầu tiên là do bộ luật hiện hành không cho phép sử dụng ô tô mà không có tài xế trên đường công cộng cho mục đích thương mại. Tuy nhiên, tình hình đang dần thay đổi trong lĩnh vực này, có những chuẩn mực thúc đẩy sự phát triển của phương tiện không người lái, Fokin nói.


Dấu hiệu chính thức cho một chiếc xe không người lái

Những hạn chế về công nghệ chủ yếu liên quan đến độ tin cậy và giá thành của các thiết bị được sử dụng trong xe không người lái: radar, cảm biến, camera, bộ xử lý. Chúng phải đảm bảo hoạt động trơn tru của toàn bộ hệ thống, cung cấp các kịch bản với việc hỏng của bất kỳ trong số thiết bị.

Vấn đề này được giải quyết bởi cả các nhà sản xuất thiết bị cải thiện cảm biến và các kỹ sư của Yandex. Công ty thu thập và phân tích một lượng lớn dữ liệu để dạy cho xe không người lái đối phó với bất kỳ tình huống không lường trước nào và lên kế hoạch tăng gấp đôi đội xe của mình để tăng tốc quá trình.

Ngay khi các vấn đề được giải quyết, sự xuất hiện của xe không người lái trên đường sẽ trở nên tự phát, theo Yandex. Chia sẻ xe và taxi sẽ hợp nhất thành một dịch vụ duy nhất, mọi người sẽ ngừng mua xe ô tô cá nhân và đăng ký sử dụng xe không người lái, thái độ đối với ùn tắc giao thông và ô tô nói chung sẽ thay đổi. Theo Fokin, những thay đổi trên thị trường sẽ đến nhanh chóng và chắc chắn.

Theo VC


Tin tức liên quan

Thêm nhận xét

Tỷ giá RUB-VND

Tin tức trong ngày