Автономное вождение: с небес на землю

На выставке потребительской электроники CES 2020 помимо тематических экспонатов, связанных с бытовой средой, было продемонстрировано огромное количество оборудования, компонентов и цифрового контента для автомобилей. По общему мнению, наиболее глубокий трек в памяти посетителей экспозиционных площадок Лас-Вегаса оставили оригинальные, а временами и прорывные разработки в электронике и мехатронике.

За последние пять лет полная автономия вождения была самой фееричной темой всех шоу бытовой электроники, но на CES 2020 эйфория закончилась. В буквальном смысле столкнувшись с объективными препятствиями, энтузиасты полной автономии сняли с себя розовые очки виртуальной реальности имрешили подбираться к четвёртому и пятому уровням с особой осторожностью. Производители спустились с заоблачных небес на второй уровень автономности со знаком плюс (L2+) и одновременно приступили к совершенствованию систем активной безопасности ADAS. Такой трезвый подход сразу возродил рост необходимых сегодня решений для транспортных архитектур, опирающихся на повседневные и далеко не идеальные реалии современных дорог.

Китайская компания JIMU Intelligent представила в Неваде обновлённое видение интеллектуализации и связи настоящего момента. Новые продукты JIMU, основанные на таких базовых технологиях, как цифровое зрение и радиолокационный синтез, способны обеспечить высокоточное и всестороннее восприятие дорожной среды, помогающее безошибочно управлять машинами. Разработка JIMU под названием AEB, отвечающая за безопасность пешеходов, стала лидером выставки среди систем автоматического экстренного торможения, предназначенных для коммерческого транспорта.

TomTom, Bosch и Daimler продемонстрировали совместный проект по усовершенствованию коридора интеллектуального управления силовой линией Daimler (PPC+), более известной как первый круиз-контроль для коммерческих ТС. Грузовики в Европе будут ориентироваться на высокоточную карту ADAS Map от TomTom и систему «электронный горизонт» от Bosch с пакетом функций автоматизированного вождения. Заявлено, что проведённые инновации снижают расход топлива на 5 %, что само собой обеспечивает сокращение выбросов. На новом поколении Mercedes-Benz Actros доступна уже усовершенствованная версия.

Нельзя не отметить, что компания Bosch дважды удостоилась в Лас-Вегасе награды за лучшие инновации — за первый в мире виртуальный солнцезащитный козырёк и трёхмерный дисплей для автомобилей. Виртуальный козырёк — это система, состоящая из цифрового экрана, прозрачность которого регулируется искусственным интеллектом. Обычные козырьки тоже защищают глаза от ослепительного света, но их применение зачастую блокирует значительные области поля зрения водителя. Bosch решила эту проблему с помощью умного ЖК-дисплея, подключенного к внутренней камере наблюдения, следящей за положением глаз водителя. Используя интеллектуальные алгоритмы, система анализирует поток данных и автоматически затемняет только ту часть ветрового стекла, через которую различные источники света могут ослепить водителя.

3D-дисплей от Bosch не нуждается в дополнительной помощи отслеживающих движение глаз камер или 3D-очков и позволяет воспринимать визуальную информацию намного быстрее, по сравнению с обычными экранами, что значительно снижает усталость и способствует улучшению концентрации водителя.

Система шаттлов Bosch IoT Shuttle — это ближайшее будущее коммерческой мобильности. Скоро перевозчики будут всё чаще использовать челноки, позволяющие беспрепятственно генерировать индивидуальные условия для транспортировки. Причём касается это как грузовых, так и пассажирских перевозок. В Вегасе Bosch показала образец IoT Shuttle, в котором заключено видение компании относительно электрификации, автоматизации, подключенных решений и персонализации челноков. Это решение включает потоковые мобильные сервисы, которые предоставляют пользователям гибкость в применении, зарядке и техобслуживании, а также отвечают за безопасность каждого сантиметра поездки.

Интеллектуальная фронтальная камера от Bosch, экспонировавшаяся на CES, понимает то, что видит. С помощью компьютерного зрения и искусственного интеллекта она обнаруживает и классифицирует объекты, а также измеряет скорость их движения. Камера способна интерпретировать изображение так, что водитель сразу понимает, что перед ним находится даже при недостаточной видимости и отсутствии дорожной разметки. В условиях плотного городского движения видеосистема распознаёт и типизирует затенённые и пересекающиеся ТС, пешеходов и велосипедистов. Устройство камеры, основанное на ноу-хау Bosch, позволяет интегрировать её в чип V3H, разработанный японской компанией Renesas. Данное решение поможет усовершенствовать устаревшие системы помощи водителю и расширить область их применения, например улучшить автоматику экстренного торможения для предотвращения столкновения ТС с различными видами животных.

Представленный Bosch лидар дальнего действия станет первым наиболее доступным решением для автомобильной промышленности. Он оптимизирован для массового производства и будет надёжно работать в течение всего срока службы автомобиля. Лидар дальнего действия играет ключевую роль в обнаружении опасности даже в сложных ситуациях, когда радар и камеры не справляются с задачей. Он может обнаруживать неметаллические объекты на большом расстоянии, например такие, как камни, ветви деревьев и т. д.

Немецкий производитель также занимается коммерциализацией водородных топливных элементов совместно с Powercell. В дополнение к оборудованию, которое преобразует водород в электричество, компания представила в Лас-Вегасе все основные звенья этой технологической цепочки, вплоть до стадии производства.

Новая электрифицированная ось Performance-axle включает технологические решения для дальнейшего повышения эффективности и удельной мощности электрических силовых агрегатов. Привод оси получил рекордную силовую эффективность (до 96 %), что способствует увеличению дальности пробега электромобилей на 6 % (по циклу испытаний WLTP). Эти улучшения обусловлены новаторским использованием карбидокремниевых (SiC) полупроводников, а также компактным расположением электродвигателя, силовой электроники и коробки.

В предшествующие годы CES стала знаковым событием для множества компаний, работающих над лидарным оборудованием, и 2020‑й не стал исключением. Компания Ouster из Сан-Франциско выпустила совершенно новую категорию лидаров, разработанную для обеспечения «сверхширокого» поля зрения (FOV). Её 128‑канальный продукт OS0 предлагает вертикальный угол обзора в 95 с диапазоном дальности 50 м, а система OS2 сочетает в себе дальность свыше 240 м с лучшим в отрасли разрешением. Производитель графических чипов Nvidia заявил, что будет использовать версию OS2 в своих предложениях «дальнего восприятия».

Между тем, основанная в Боулдере (США) Insight Lidar, дочерняя компания Insight Photonic Solutions, продемонстрировала когерентную лидарную систему большого радиуса действия, которая способна сочетать минимальные углы расхождения лазерного луча (до 0,025 градусов) с дальностью, превышающей 200 м. Решение компании, получившее название all-chip, обладает достаточной чувствительностью, чтобы воспринимать объекты с низкой отражательной способностью на больших расстояниях — то, что долгое время считалось слабостью лидара (особенно когда речь идёт о применении к быстродвижущимся ТС).

Австралийская фирма Baraja подчёркивает невосприимчивость своей лидарной системы к помехам. Рассуждая о будущей проблеме отрасли, когда дороги во всех направлениях будут заполнены фотонным излучением, Baraja утверждает, что её модулированный лидар, основанный на излучателях с длиной волны 1550 нм, обеспечит необходимую защиту от всех видов помех. Система SpectrumScan решает эту проблему переключением длин волн лазера, проходящих через изоляционную призму, чтобы дифрагировать общий поток волнового фронта.

Китайская RoboSense, в отличие от большинства своих конкурентов, делает ставку на доступность. Версия последней 125‑лучевой системы RoboSense стоит в Шэньчжэне около $2000, что в два раза дешевле её предшественницы. Одной из главных причин, по которой фирме удалось добиться такой низкой цены, является использование лазеров с длиной волны 905 нм. Оно намного проще в изготовлении, чем альтернативы с большей длиной волны. Продукт RS-LiDAR-M1 является оптимальным компонентом для серийного производства автомобилей с автономным управлением, который по характеристикам намного превосходит механический лидар.

Производитель фотоприёмников из Кремниевой долины ON Semiconductor — ещё одна компания, показавшая первые в отрасли универсальные однофотонные лавинные диодные датчики (SPAD) с высоким разрешением и широким полем обзора, разработанные для работы на коротких, средних и дальних расстояниях от лидаров. Среди основных клиентов фирмы вышеупомянутая RoboSense.

Continental отметился на первой выставке календарного года запоминающейся функцией Transparent Hood (прозрачный капот), позволяющей видеть, что происходит с дорогой и колёсами, привычно скрытыми от глаз водителя капотом. Эта технология была продемонстрирована на пассажирском автомобиле, но «…её применение для коммерческих ТС уже не за горами», сказал Дирк Абендрот, директор Continental по автомобильным технологиям. Transparent Hood — первая в мире технология, отображающая скрытую ранее область под автомобилем и открывающая водителю все «подводные камни» и опасные препятствия на пути. Она базируется на системе Continental Surround View, в основе которой используются четыре камеры и интеллектуальный блок для передачи изображений на дисплей автомобиля. Пакет преимуществ включает предотвращение повреждений автомобиля и колёс во время движения и парковки.

Концерн ZF Friedrichshafen представил в Лас-Вегасе своё видение автоматизированных систем вождения для коммерческих и легковых ТС. По отличному от конкурентов мнению председателя правления концерна Вольфа-Хеннинга Шайдера, сейчас со стороны производителей коммерческих ТС наблюдается высокий спрос на системы, которые делают возможным внедрение 4‑го уровня. Коммерческие грузовики с высокой степенью автоматизации уже могут работать в закрытых зонах и на выделенных полосах, однако использование автономного пассажирского транспорта всё ещё тормозится из-за строгих ограничительных норм.

Сейчас на базе суперкомпьютера ProAI для одного из ведущих производителей коммерческих ТС специалистами ZF разрабатывается электронный блок управления ECU под уровень L4 (в интересах бизнеса имя партнёра пока не разглашается). ZF обещает поставить готовый продукт уже к 2025 году.

Недавно ZF подписал контракт на поставку своей первой системы L2+, которая будет отгружена заказчику в конце 2020 года. Представлены три версии данной системы. Версия ZF coASSIST для недорогих машин будет стоить менее $1000. Наряду с ней немецкий концерн предлагает и другие, более мощные системы L2+, получившие названия ZF coDRIVE и ZF coPILOT. Совместно с Microsoft концерн также ведёт масштабную разработку программного обеспечения, чтобы увеличить скорость и качество процессов, методов и решений для своих электронных решений.

В заключение можно сказать, что автомобиль с каждым днём всё увереннее примеряет на себя роль не только второго дома, но и полноценного рабочего офиса. Поэтому строительные материалы, создающиеся для него производителями автокомпонентов, заключают в себе такие качества и характеристики, при помощи которых действительно возможно воссоздать атмосферу домашнего уюта, безопасности и продвинутой рабочей среды. И это с высоким разрешением и глубокой электронной очевидностью чётко продемонстрировала выставка CES 2020.

• CES 2020
• Автономное вождение
• автопилот