В США завершилось третье ралли роботов-автомобилей

 

По материалам:

6 ноября 2007 Владимир Парамонов

6 ноября 2007 Леонид Попов, (http://new.membrana.ru/particle/3236)

 30 сентября 2007 Владимир Романченко http://www.3dnews.ru/editorial/urban_challenge_2007/

 

В Соединенных Штатах завершилось третье ралли роботизированных автомобилей, организованное Агентством передовых оборонных исследований (DARPA).

 В отличие от соревнования Grand Challenge, проходившего в 2005 году в пустыне Мохаве (штат Невада), нынешнее состязание Urban Challenge было организовано в условиях, максимально приближенных к городским. Автомобилям-роботам предстояло без чьей- либо помощи преодолеть расстояние около 90 километров менее чем за шесть часов. При этом роботы должны были избегать столкновений со стационарными препятствиями и другими участниками движения, соблюдать разметку, дорожные знаки и  адекватно реагировать на ситуацию на дороге.

Для начала – немного вводной информации. Напомню, что первый заезд автономных машин-роботов состоялся в рамках Grand Challenge in 2004. Тогда заезд по пересечённой пустынной местности с 10-часовым лимитом времени так и не смог выявить победителя, однако цель всё же была достигнута в гонках DARPA Grand Challenge 2005, когда до финиша добрались пять автомобилей, а машина Stanley команды Стэндфордского университета на базе усовершенствованного Volkswagen Toureg преодолела дистанцию за рекордные 8 часов 14 минут.

Подготовка к соревнованиям Urban Challenge 2007 началась еще в 2006 году. Вариант плана работ приведен ниже.

 

В начале августа 2007 года руководство DARPA в лице директора агентства, доктора Тони Тесера (Tony Tether) официально объявило 36 команд, избранных для полуфинального заезда автономных роботизированных автомобилей в гонке Urban Challenge 2007. По результатам заезда Urban Challenge National Qualification Event (NQE), намеченного на 26-31 октября 2007 года, двадцатка лучших команд примет участие в финальном заезде Urban Challenge, который состоится 3 ноября. Призовой фонд составил $2 млн. за первое место, $1 млн. за второе и $500 тысяч за третье.

Как видите, ставки выросли, но также неизмеримо усложнились условия заезда с 6-часовым лимитом времени. Если в заездах прошлых лет DARPA Grand Challenge автопробег беспилотных машин происходил на 131,6-мильной (211,7 км) трассе, проложенной по пустыне, то в 2007 году, как видно из изменившегося названия - DARPA Urban Challenge, для полуфинального и финального заездов выбраны условия, максимально приближённые к городским. Для этого руководством агентства DARPA, по согласованию с Пентагоном (подразделением которого оно и является), был выбран армейский тренировочный полигон, расположенный на бывшей авиабазе George Air Force Base в Викторвилле (Victorville), Калифорния, где подразделения армии США отрабатывают приёмы проведения операций в городских условиях.

 

                         

Трасса DARPA Urban Challenge (иллюстрация с сайта wired.com).

 

По поводу того, что DARPA, затрачивая приличные средства на подготовку таких гонок, преследует, в первую очередь, вполне прикладные военные цели, можно даже не сомневаться. В пресс-релизе, посвящённому DARPA Urban Challenge, об этом говорится вполне недвусмысленно: "DARPA selected the location because its network of urban roads best simulate the type of terrain American forces operate in when deployed overseas".. То есть, "место проведения гонок с городским расположением дорожной сети максимально отображает тип местности, с которым приходится сталкиваться американским подразделениям при проведении военных операций вне США". Перспективная цель этого заезда также полностью соответствует задаче DARPA, поставленной перед агентством Конгрессом США, а именно, довести к 2015 году количество автономных машин без водителей до трети.

Роботизированные автомобили будут действовать в ситуации с элементами военной миссии, что дополнительно усложняет программу. Как в отборочном туре, так и в финальном заезде автомобили-роботы обязаны действовать исключительно автономно, без какого-либо человеческого вмешательства. Более того, при движении в заданном периметре автомобили обязаны соблюдать правила движения штата Калифорния, такие как маневры при слиянии потоков, движение по кольцевым транспортным развязкам с односторонним движением. Иными словами, как выразился доктор Тесер, "Автомобиль обязан вести себя так, как любой другой обладатель водительской лицензии штата Калифорния".

Конечно, устроители гонки (из агентства Пентагона DARPA) приняли целый ряд мер для обеспечения безопасности. Начиная с того, что город, в котором проходило соревнование, был искусственным: его возвели на месте бывшей военной авиабазы Джордж (George). Так что жителей тут не было — только зрители и судьи на трибунах и за ограждениями. Кроме того, за каждым автомобилем-участником гонки следовала обычная легковушка с людьми борту. Нет, здесь никто не управлял роботами дистанционно. Но в машинах сопровождения экипажи везли аварийные кнопки, которые могли полностью выключить роботов, если бы те вдруг решили направиться в опасную сторону (к трибунам, например).

Нужно заметить, что участники ралли Urban Challenge были оборудованы по самому последнему слову техники. Так, например, робот Стэнфордского университета для ориентации в пространстве использовал 64 лазерных сенсора для формирования трехмерной картинки, пять радаров, сверхточные приемники спутниковой системы навигации GPS и пр.

А так обстановка на полигоне была самой привычной. Дома, улицы и тротуары, дорожные знаки и разметка... Здесь не было установлено каких-либо радиомаяков или ламп вдоль краёв дорог — никаких поблажек. Любой водитель или пешеход, попав сюда, увидел бы самый обычный маленький провинциальный городок. Так что машинам надо было напрягать свои «мозги», чтобы пройти намеченный судьями маршрут. Тем более что вместе с роботами по городу ездило ещё 30 обычных авто, управляемых людьми, — для создания более-менее правдоподобного трафика. И это не считая упомянутых машин сопровождения.

В целом можно сказать, что необычные транспортные средства замечательно справились с невиданной ранее задачей. Хотя некоторые небольшие казусы всё же случались. Так, два компьютеризированных авто ухитрились столкнуться между собой. Случилось это на небольшой скорости, и ДТП обошлось практически без повреждений. Оба робота успешно продолжили гонку.

 Фотогалерея соревнований приведена здесь.

Кадры с финала состязания, его предварительных этапов и тестов в Викторвилле дают представление об обстановке на DARPA Urban Challenge. Обратите внимание: помимо автомобилей-роботов, здесь были и обычные машины с водителями за рулём — для создания реалистичных помех (фотографии DARPA и Stanford Racing).

 

Ещё зрителей немного повеселил робот TerraMax, созданный компанией Oshkosh Truck. Примечательна машина хотя бы тем, что это — довольно крупный и тяжёлый грузовик, единственный на DARPA Urban Challenge (остальные команды превращали в роботов легковушки, джипы и минивэны). Ради него даже пришлось во время постройки трассы выбрать побольше ширину дороги. В 2005 году TerraMax принимал участие в DARPA Grand Challenge, и пусть в тот раз он пришёл к финишу последним, аппарат от Oshkosh Truck стал одним из пяти автомобилей-роботов, преодолевших весь маршрут гонки (из 23 стартовавших). А в нынешнем соревновании искусственный интеллект TerraMax оплошал, и через некоторое время после начала гонки жёлтый беспилотный грузовик закончил состязание, заехав в пустой (как и всё в этом искусственном городке) магазин.   Не только компьютер TerraMax дал маху. Из-за различных проблем очень многие команды не сумели завершить гонку. Но три лидера (все, уложившиеся к тому же в 6-часовой лимит времени, определённый правилами) показали образцовую езду. Машины-роботы терпеливо пропускали на перекрёстках другие авто (идущие по главной дороге), после чего аккуратно поворачивали в нужном направлении, не забыв заранее включить поворотники. Так же осторожно и неспешно, словно начинающие водители, опасающиеся дорожной полиции, они выполняли и другие задачи на трассе. И так без приключений добрались до финиша.

Печальный финиш TerraMax, который уткнулся носом в стенку небольшого магазинчика (фото с сайта wired.com).

Потрясающая, кстати, концепция, различные видеоролики с этим грузовиком можете посмотреть здесь.

 

     

    
Победитель. Робот на базе Chevrolet Tahoe

 

  

Автомобиль Boss на трассе гонки, испытаниях и на финише (на врезке) (фотографии Tartan Racing и DARPA).

Призовые $2 миллиона за первое место в DARPA Urban Challenge ушли команде Tartan Racing, созданной специалистами из университета Карнеги-Меллона (Carnegie Mellon University) и компании General Motors. Их машина Boss (построенная на основе Chevrolet Tahoe) преодолела городскую дистанцию длиной около 90 километров за 4 часа. Средняя скорость составила примерно 22 километра в час.

Команда утверждает, что одной из ключевых технологий, позволивших роботу превосходно ориентироваться в обстановке, стал новый лидар. Он представляет собой блок из 64 лазеров, вращающийся со скоростью 10 оборотов в секунду и производящий за это время по миллиону измерений дистанции до самых различных предметов.

Крис Урмсон (Chris Urmson), главный инженер Tartan Racing, пояснил, что лидар создавал в компьютере целое «облако точек», по которому машина могла понять — где находятся другие автомобили, здания, деревья, бордюры и так далее. Лидаром, впрочем, «глаза» робота не исчерпывались — на крыше у него были смонтированы цифровые камеры.

«Это большой день для робототехники», — заявил Крис после триумфального завершения субботней гонки.

2 место. Робот Junior (на базе Volkswagen Passat Variant)

 

   

 

 

Финиш робота Junior (фото DARPA).

Команда из университета Стэнфорда — Stanford Racing, которая в 2005 году в гонке автомобилей-роботов по пустыне оказалась победителем — в этот раз также выступила весьма достойно, завоевав второе место. Машина Junior (созданная на основе Volkswagen Passat Variant) принесла Стэнфорду $1 миллион призовых денег. Она потратила на преодоление всей дистанции примерно на 20 минут больше, чем робот-победитель.

 

3 место. Робот Odin на базе автомобиля Ford Escape Hybrid

 

    

  

 

Odin во время тестов и на финишной черте (фотографии VictorTango и DARPA).

в тройку призеров вошел кибер Odin на базе автомобиля Ford Escape Hybrid, разработанный инженерами Вирджинского политехнического института. Приз за третье место составил 500 тысяч долларов США.

 

Вообще же, надо отметить, что в финал этого соревнования вышло 11 команд (а в ведь полуфинале их было целых 36). Но только шесть машин-роботов пересекли финишный створ после целого дня поездок по городу.

Директор DARPA Тони Тезер (Tony Tether) назвал результаты соревнования «фантастическим достижением» и подчеркнул, что отработанные здесь технологии готовы для передачи в другие компании и институты для дальнейшего углубления и развития. Также Тезер особо отметил, что ни одна из трёх машин-победительниц не нарушила правила дорожного движения, так что три места на подиуме распределились исключительно по времени прохождения дистанции этими автомобилями.