Грузоперевозки без рук

В России стартовали коммерческие перевозки грузов беспилотниками. Магистральные тягачи «КАМАЗ-5490», импортозамещенные на 70% с системой уровня автономности «3+», будут курсировать между столицами по трассе М-11 «Нева». В эксперименте принимают участие «КамАЗ», «Старлайн», «Глобалтрак лоджистик», «Магнит» и оператор дороги «Автодор».

До конца года между Москвой и Санкт-Петербургом планируется перевезти порядка 50 тыс. тонн грузов. С помощью беспилотных фур перевозчики рассчитывают увеличить скорость доставки по трассе М-11 «Нева» минимум на 12%, а себестоимость транспортировки удешевить на 10%.

За сутки до старта беспилотных коммерческих грузоперевозок «Логирус» прибыл на трассу М-11 под Солнечногорском, чтобы решил выяснить:




Беспилотный заезд StarLine должны были начать в 11 часов дня 13 июня на участке трассы М-11 «Нева» в районе Солнечногорска Московской области. Аккредитованный пул журналистов собирали заранее на железнодорожной станции «Подсолнечная».

На указанной точке сбора «Логирус» был как штык, без опозданий. В рядах писательской братии ощущался подъем и легкий ажиотаж, подпитываемый нескрываемым любопытством. Журналисты оживленно переговаривались друг с другом и отпускали шуточки о том, что восстание машин начнется сегодня, и мы сможем все это заснять с пассажирского сидения.

Ровно в 10:30 к станции подкатил новенький сияющий брендированный автобус StarLine, которого с лихвой хватило бы на целую футбольную команду, а не на 9 журналистов. Так что ехали до точки сбора на трассе с ветерком и комфортом. Любопытство нарастало. Воображение рисовало фантастические картины беспилотника, в котором нам предстояло лично прокатиться.

Но… приехав на трассу, нам сообщили, что старт откладывается до решения проблем с ДПС. Заглянув за автобус, мы увидели кортеж аж из 3 патрульных машин, к одной из которых направлялся водитель-испытатель.

Оживление в рядах журналистов сменилось унынием и раздражением. Однако Илья Никифоров, руководитель отдела разработок StarLine, вовремя успел добавить ложку меда в бочку дегтя, пригласив нас осмотреть беспилотник поближе. Пока решаются проблемы с ДПС.


Подходим поближе и… перед нами совсем не «КамАЗ». Как тягачу Mercedes-Benz черной краской не замазывай трехлучевую звезду, она не превратится в «степного коня». Вопрос по поводу выбора марки прототипа мы адресовали руководителю отдела разработок StarLine.

– У нас универсальная платформа. На самом деле, неважно, на чем мы будем запускаться. Решили Mercedes. Разницы, с точки зрения управления Mersedes’ом и КамАЗом, никакой. Этот тягач мы приобретали в 2021 году. Точной стоимости не помню, но что-то около 10 млн рублей, – рассказал Илья Никифоров.


Техническое зрение беспилотника состоит из двух компонентов. Первый – это лидары и камеры. Камеры воспринимают общую картинку вокруг. А лидар – это, образно говоря, 120 лазерных дальномеров, которые крутятся и под разными углами считывают 3D-обстановку вокруг. Далее, при помощи нейросетей, обе картинки накладываются друг на друга, и беспилотник воспринимает все, что происходит вокруг него на расстоянии 400 метров.

Перед тем, как определиться с местами размещения навесного оборудования в автомобиле, инженерам StarLine пришлось провести множество экспериментов. Их целью был поиск «воздушного кармана», где датчики и камеры загрязняются меньше всего.

– В такой чудесный солнечный день, как сегодня, можно проехать 8 тыс. км, и все будет хорошо. А если погодные условия хуже, то те же лидары и камеры загрязняются грязью из-под колес и требуют очистки, – пояснил Илья Никифоров.

Второй компонент технического зрения беспилотника – это понимание своего местоположения с точностью 2-5 см. Определение местоположения на М-11 мы сейчас производим по GPS, с РТК-поправками¹. РТК-поправки позволяют улучшить позиционирование GPS с 5-10 м, до 2-5 см.

– На трассах типа M-11 позиционирование с помощью лидаров не работает, потому что на магистрали нет уникальных артефактов. Даже человек на глаз не сможет отличить 70-ый километр от 170-ого. Поэтому для движения по трассе GPS необходим для базового определения местоположения автомобиля, – пояснили разработчики.

Но если GPS-сигнал на какое-то непродолжительное время пропадет, беспилотник все равно сможет продолжить движение. В этом ему, во-первых, помогут инерциальные датчики. При помощи акселерометра², гироскопа³ и одометрии⁴ тягач может рассчитать, куда он приехал и вообще не имея никакого источника локализации. Во-вторых, на небольшом отрезке трассы, где есть заранее занесенная в цифровой двойник дороги дорожная разметка, тягач может двигаться просто в полосе, до получения данных о своем местоположении.

– Если GPS-сигнал отсутствует продолжительное время и беспилотник подъехал к следующей развязке, то он остановится и сообщит оператору, что не может двигаться дальше, – резюмировал Илья Никифоров.


Нашу беседу с Ильей прервало радостное известие о том, что беспилотник StarLine может начать движение. Как нам пояснили, сотрудники ДПС выписали водителю-испытателю штраф за внесение изменений в заводскую конструкцию тягача Mercedes-Benz. Под «изменениями» как раз и скрывалось то самое навесное оборудование, обеспечивающее техническое зрение грузовику. А StarLine второпях не успели внести изменения в паспорт транспортного средства.

С задержкой минут в 40 мы все-таки попали в кабину беспилотника. И тронулись с места.


Маршрут движения беспилотника задается в цифровой модели трассы М-11, которую StarLine начали разрабатывать в 2022 году. Построением электронного двойника дороги занималась нейросеть. Если бы эту задачу поручили человеку, пусть и очень опытному, это заняло бы несколько десятков лет при 5-дневной рабочей неделе.

– Один проезд, несколько часов работы нейросети, и у нас в руках уже была полная цифровая модель всей М-11. Начиная с апреля, мы начали проводить валидационные⁵ испытания с проездом и проверкой этой цифровой модели, – рассказал Илья Никифоров, руководитель отдела разработок StarLine.

По трассе беспилотник уверенно шел со скоростью до 65 км/ч. По словам Романа Новака, водителя-испытателя Starline, это ограничение связано только с той дистанцией, на которой беспилотник обладает надежной детекцией⁶. Предел дальнофокусной камеры беспилота – 400 метров. Дальше вопрос в том, на каком расстоянии находится объект: чем он ближе, тем достоверней детекция.

– Сама оптика позволяет нам рассмотреть машину на расстоянии 400 метров. Но уверенно видим мы пока на расстояние где-то 120 метров, – пояснил Роман Новак.

Однако неблагоприятные погодные условия заставляют беспилотник двигаться медленнее. Речь идет о тумане, сильном дожде или метели. Все это может снизить «дальнозоркость камер», а скорость беспилота определяется тем расстоянием, на котором он способен детектировать другие объекты. Это пока ключевое ограничение.


Однако несмотря на все достижения технического прогресса, беспилотникам до сих пор сложно понимать то, что у человека получается на интуитивном уровне, с сожалением констатировал Илья Никифоров.

Например, разработчикам еще предстоит обучить алгоритмы беспилотника корректно считывать и прогнозировать сценарии поведения других участников дорожного движения. Один из популярных расхожих примеров: если за рулем человек, и он видит, как из-за угла дома выкатывается мячик, то он притормозит, потому что понимает, что следом побежит ребенок.

– Если этому не обучен алгоритм, то он пропустит мячик и поедет дальше. И когда выскочит ребенок, ему придется применять экстренное торможение. Аналогичных ситуаций может быть множество, – добавил наш собеседник.

Еще одна типичная ситуация, с которой разработчики столкнулись во время тестовых проездов по М-11. Когда беспилотник двигается в своем ряду, у него есть правило движения, которое он никогда не нарушает. Например, он держит дистанцию до впереди идущей машины, рассчитанную с учетом скорости движения. При 60 км/ч – это должно быть 50 метров. Если кто-то опережает беспилотник и подрезает, то он оттормаживается, чтобы пересчитать и выдержать необходимую дистанцию. Это создает большой риск, что тот, кто едет сзади, врежется в беспилотник.

– Продумывание поведения в таких условиях – это одно из самых главных улучшений, которые нужны с точки зрения безопасности движения беспилотников на дорогах общего пользования, – резюмировал Илья Никифоров.


Для полноценного запуска в коммерческую эксплуатацию беспилотников предстоит сделать еще не мало. Например, недостаточно сделать цифровые копии дорог и напичкать трассы всевозможными датчиками, помогающими грузовикам ориентироваться в пространстве.

Необходим инфраструктурный оператор, который бы помогал беспилотам решать «бытовые» проблемы в дороге. Например, дозаправиться в пути, поменять шины или произвести необходимый мелкий ремонт, почистить запылившиеся датчики и лидары, чтобы тягач не ослеп, пояснил Илья Никифоров.

Преодолев эти барьеры, перед рынком автомобильных грузоперевозок откроются не досягаемые ранее возможности, уверены разработчики беспилотного транспорта. Беспилотникам не нужно соблюдать режим труда и отдыха. Они могут быть в движении 20-21 часов в сутки. От 3 до 4 часов потребуется на заправку и операции по перецепке. Это снизит простои и увеличит экономическую отдачу от одной фуры.

Также перевозчики получат экономию на фонде оплаты труда. Один удаленный оператор сможет курировать движение нескольких беспилотных тягачей. Плюс перевозчики получат экономию на топливе. Так как машинные алгоритмы могут гораздо лучше рассчитывать оптимальную скорость движения.

– С развитием технологий V2X⁷, беспилотники за 1,5-2 км до светофора будут знать, в какой момент загорится «зеленый», и смогут подстроить скорость так, чтобы проехать на оптимальной скорости. У водителя физически нет такой возможности. Человек может рассмотреть сигнал светофора только за десятки метров, – привел пример Илья Никифоров.

Однако массовое внедрение беспилотников станет возможным не раньше, чем появятся либо выделенные полосы, либо выделенные трассы для них, считает эксперт. Так как главную опасность для законопослушного беспилота представляют водители-люди. Они, в отличие от машинных алгоритмов, могут нарушить ПДД.



В общей сложности в кабине беспилотника с водителем-испытателем мы провели чуть больше часа. За это время тягач проехал порядка 70 км от Солнечногорска до района д. Шоша, преодолев две транспортные развязки.

На прямых участках водитель отпускал руль, и вот тогда «беспилотность» ощущалась практически физически. Дух захватывало и мурашки бежали по позвоночнику от мысли, что 4-тонный тягач под тобой сам решает – куда и как ему ехать.

Раньше такое можно было представить только на страницах научно-фантастических книг или голливудских фильмов. Но в них у человека и технологий не получалось найти общий язык. Искусственный интеллект в один непрекрасный момент решал, что человек – ненужное малоэффективное создание.

Надеемся, что современные разработчики учтут ошибки фантастов и приведут отрасль в прекрасное беспилотное будущее, в котором хватит места и роботам, и людям!

---

¹Real Time Kinematic - совокупность приёмов и методов получения плановых координат и высот точек местности сантиметровой точности с помощью спутниковой системы навигации.

²Акселерометр - это прибор для измерения ускорения, который работает как датчик изменения положения устройства в пространстве.

³Гироскоп – это устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциальной системы отсчета.

⁴Одометрия - это использование данных от датчиков движения для оценки изменения положения с течением времени.

⁵Валидация - это проверка продукта, оборудования или процесса на соответствие ожиданиям пользователя.

⁶Детекция – это обнаружение, выявление, нахождение чего-либо.

⁷V2X (Vehicle-to-Everytning - автомобиль, подключенный ко всему) – это технология, которая позволяет автомобилю «общаться» с другими транспортными средствами и окружающей дорожной инфраструктурой. Водители получают на экран подключенного автомобиля предупреждения о дорожной ситуации и сообщения о необходимости снижения скорости, остановки или перестроения, а беспилотные транспортные средства смогут получать команды и автономно принимать решения о реагировании.