Умные машины

Сегодня «Группа ГАЗ» является лидером в России в создании электробусов и электромобилей, машин с автоматизированными системами помощи водителю ADAS и, наконец, с полностью автономной системой вождения - беспилотников. Причем все эти продукты создаются на базе серийной техники.

Ровно 10 лет назад точкой отсчета новой эпохи развития стал молодежный лагерь близ озера Селигер, где Фонд «Вольное Дело», специалисты ГАЗа и студенческие команды ведущих вузов впервые провели «Робокросс». Именно «ГАЗели» стали первыми в стране машинами, которые поехали без водителя на глазах изумленной публики. Это предвидение будущего дало импульс развитию в «Группе ГАЗ» перспективной темы по созданию автоматизированного транспорта. И если на первых испытаниях автомобиль мог двигаться только по прямой на одной скорости, то сейчас умные машины способны переключаться на 2-ю и 3-ю передачи, сдавать задним ходом, парковаться, распознавать препятствия и выполнять другие задания различной сложности. Беспилотники уже освоили заводские маршруты, а на специальных полигонах - и городскую среду.

Для работы над такими прорывными проектами нужны специалисты с навыками проектирования, инжиниринга, программирования и в других областях научно-технического творчества. Поэтому цель всей программы «Робототехника», генеральным партнером которой является ГАЗ, - подготовка профессионалов нового поколения. Десятки ее выпускников уже успешно работают на предприятиях «Группы ГАЗ» над инновационными проектами. В содружестве с вузами, с молодыми учеными наша компания за последние несколько лет достигла многого.

Шаг за шагом

Беспилотный автомобиль «ГАЗель NEXT» совершает круги по заданному маршруту, соблюдая правила дорожного движения: распознает и выполняет требования дорожных знаков, сигналов светофора, своевременно корректирует маршрут с учетом поведения других участников движения - автомобилей и пешеходов. Все системы управления работают автоматически, но испытатели и программисты находятся в кабине, постоянно следя за ситуацией и поведением электронных систем.

Такие испытания сейчас проводятся на новейшем полигоне ГАЗа для БПТС и автомобилей с ADAS, где детально воссозданы условия городской среды - дорожная разметка, перекрестки, тоннели и светофоры. Тестовая площадка была спроектирована и построена на территории Горьковского автозавода в прошлом году. Запуск полигона приурочили к 90-летию конструкторской школы ГАЗа.

- На площадке можно проводить максимально точные испытания и проверки, приближенные к реальным дорожным условиям, - рассказывает руководитель направления инновационных проектов, главный инженер-конструктор ОИЦ Михаил Иванов. - По результатам тестирования в конструкцию прототипов постоянно вносятся улучшения.

К настоящему времени инженеры ОИЦ «Группы ГАЗ» совместно с коллегами из НГТУ им. Р.Е.Алексеева выполнили большой объем работ по моделированию движения и натурным испытаниям. Ярким событием стало успешное выступление в прошлом году прототипов беспилотной «ГАЗели NEXT» в технологическом конкурсе «Зимний город». В рамках тестирования машины показали высочайшие результаты, преодолев без водителей 50 км в реальных дорожных условиях.

Впереди у команды испытателей новые цели - повышение безопасности беспилотного транспорта и выполнение им реальных задач по перевозке грузов и пассажиров.

Каждое изменение в системах и алгоритмах, улучшение характеристик датчиков требуют кропотливой работы программистов. Внесенные усовершенствования в обязательном порядке проверяются на ходовых испытаниях прототипа.

Компьютер на колесах

Беспилотный автомобиль - настоящий компьютер на колесах. Транспортное средство, оснащенное различными сенсорами, дополнено программной частью - блоком управления с мощным бортовым компьютером. Сложная система комплексной навигации обеспечивает буквально сантиметровую точность при движении по маршруту. «Глаза» автомобиля - видеокамеры, радары, ЛИДАРы, ультразвуковые датчики - позволяют вовремя оценить изменения дорожной ситуации, распознать пешехода, автомобиль или иное препятствие, чтобы совершить остановку или маневр, избежав столкновения.

- Если с датчика вдруг перестанет поступать сигнал, то машина остановится и перейдет в режим самодиагностики с целью выявления неисправности и определения путей ее исправления, - поясняет технический руководитель группы разработчиков НГТУ Павел Береснев.

Решения принимает компьютерный «мозг» беспилотника, который объединяет и обрабатывает данные сенсоров, анализирует дорожную ситуацию и дает команды исполнительным системам: рулевому управлению, управлению тяговым электродвигателем, тормозам и так далее.

Беспилотная «ГАЗель NEXT» создана на базе электромобиля. Электрификация основных узлов - руля, тормозной системы - значительно облегчает автоматизацию управления ими по сравнению с техникой, которую приводит в действие двигатель внутреннего сгорания. Такой транспортный комплекс с высокоточными исполнительными системами позволяет обеспечить скорость до 70 км в час, динамичный разгон, большой запас хода (до 200 км) и все это - при высочайшей безопасности движения. Беспилотник должен ездить лучше самого опытного водителя, не допуская даже минимального шанса возникновения внештатной ситуации на дороге.

Многосторонний эффект

Сейчас много говорят о перспективах коммерческой эксплуатации БПТС на дорогах общего пользования.

- Мы считаем этот этап пока преждевременным, - отмечает М.Иванов. - Но уже в ближайшем будущем беспилотники будут востребованы на закрытых территориях и в зонах с ограниченным доступом. Они могут принести реальный экономический эффект там, где работа водителя затруднена из-за рисков для его здоровья, например, в районах с высокой загазованностью воздуха, тяжелыми дорожными условиями.

Тестирование БПТС помогает «Группе ГАЗ» разрабатывать и внедрять передовые технические решения и на серийно выпускаемых автомобилях. Такие, как системы помощи водителю ADAS.

- Одна из задач этих испытаний - тестирование функций ADAS, которыми уже в ближайшее время начнет оснащаться наша техника, - говорит М.Иванов. - Системы предупреждения столкновений, автоматическое экстренное торможение, распознавание дорожной разметки, пешеходов и знаков были успешно опробованы на прототипах беспилотников и фактически стали готовыми самостоятельными техническими решениями. К ним относятся многие из более чем 30 функций ADAS, которые будут поэтапно интегрироваться в перспективный автомобиль «ГАЗель NN».

Вся эта автоматика создана инженерами ГАЗа совместно с молодыми учеными, которые 10 лет назад начинали тестировать транспорт будущего на соревнованиях «Робокросс».

- Сотрудничество с ГАЗом дает обширные компетенции новому поколению инженеров, которые выходят из стен нашего вуза, - считает П.Береснев. - Они позволяют им повышать свой потенциал, получать актуальные знания в новейших областях техники, которые еще только развиваются.