Тягачи-роботы: революция в сфере беспилотных грузовых перевозок

Беспилотный грузовик "Одиссей" продолжает тестироваться российским автопроизводителем КамАЗ. Первые испытания начались еще в 2020 году. Тягач будет перевозить комплектующие для собираемых машин.

Грузовик-робот оснастили видеокамерами, радарами, лидарами и сонарами. Его оборудовали также такими системами связи, как специальный УКВ-диапазон, промышленный Wi-Fi и 4G. В компании уверены, что эти автомобили смогут применять на различных производствах, которые не нуждаются в челночных перевозках по заданным маршрутам.

Эксперты считают, что беспилотные тягачи – это будущее грузоперевозок. По мнению специалистов, они позволят сократить затраты на дорогу, усилить безопасность на трассе и увеличить срок службы транспортных средств. Многие крупные автопроизводители проводят испытания своих разработок.

Как устроен беспилотный автомобиль?

Все беспилотники работают по одному принципу. Управление автомобилем осуществляется благодаря сенсорам, которыми являются камеры, радары и лидары. В отдельности они не могут точно определить расстояние до объектов, их скорость и форму, а в комбинации при заданном маршруте приборы способны направлять автомобиль и ориентироваться на дороге. 

Камеры помогают "увидеть" объекты и определить их тип. Радары выявляют объекты с помощью радиоволн и фиксируют их скорость. А лидары вычисляют расстояние до объектов (и их форму) при помощи сканирования пространства лазерными лучами.

Вся информация с сенсоров идет в компонент системы управления, который планирует действия на основе этих данных, а также карт и локации. Компонент системы управления передает принятые решения компоненту "управление автомобилем". А он ведет машину по заданной траектории. Всеми узлами управляет программное обеспечение (ПО), которое тормозит, ускоряется, меняет передачи и рулит.

В чем отличие грузового беспилотного автомобиля?

Беспилотный тягач самостоятельно будет прокладывать и корректировать маршрут. За безопасностью передвижения первое время будет следить водитель, он же будет контролировать машину, но не вести ее. Беспилотному грузовику также понадобится специальный полуприцеп. Его также оборудуют камерами, лидарами и датчиками для движения задним ходом.

Также беспилотник будет иметь следующие технические решения:

• вспомогательные системы помощи водителю AEBS (Advanced Emergency Braking System) или AEB (Autonomous Emergency Braking) – системы экстренного торможения, которые способны сами замедлять или останавливать грузовик при приближении к препятствию;
• LDWS (Lane Departure Warning Systems) — систему контроля за пересечением разделительной полосы;
• систему удержания в полосе LAS (Lane-keep Assist System);
• контроль "слепых зон" (Blind Spot Assist Sensor);
• монтаж системы контроля сближения;
• систему автоматического распознавания дорожных знаков и т.д.

Кому и зачем нужны грузовые беспилотники?

Создание беспилотного автомобиля – один из самых интересных проектов машиностроения начала XXI века. Самые крупные компании вместе с IT- и телеком-разработчиками уже долгое время работают над беспилотными грузовыми автомобилями. 

Каждая из них стремиться занять пока еще свободную нишу, и число таких фирм с каждым днем только растет. К разработкам присоединились как именитые машиностроительные компании, так и молодые стартапы. Но зачем нужны беспилотные тягачи? И чем они лучше обычных?

По данным центра "Движение без опасности", причиной 85% ДТП становится человеческий фактор. Число аварий с участием грузовиков в нашей стране не снижается. Разработчики считают, что запуск беспилотных грузовиков позволит улучшить ситуацию и снизить аварийность на дорогах, а также увеличить срок службы транспортных средств.

Кроме того, использование беспилотников, по мнению экспертов, позволит сократить сроки доставки товаров, повысить безопасность, экологичность и сократить себестоимость грузоперевозок.

Какие компании разрабатывают беспилотные грузовые автомобили?

Беспилотный тягач от Einride

Беспилотный электрогрузовик T/Pod от шведского стартапа Einride начал перевозить грузы по дорогам общего пользования в Швеции. Однако его скорость не должна превышать 5 км/ч, а поездки совершаются только короткие – между складом и терминалом в промышленной зоне в Йёнчёпинге. 

Einride подписала договор о сотрудничестве с логистической компанией DB Schenker. В планах фирмы – получить разрешение на большее число маршрутов, а также выйти в США. T/Pod весит 26 тонн при полной загрузке и развивает скорость до 85 км/ч. Беспилотник способен проехать 200 км на одном заряде аккумуляторов. 

Электрогрузовик использует платформу Nvidia для обработки информации об окружающем пространстве. Операционная система, которая установлена в машине, выявляет более эффективный маршрут и корректирует его в режиме реального времени. У T/Pod нет кабины водителя, но при необходимости оператор может взять на себя удаленное управление.

Беспилотные грузовики Tesla

Представители компании Tesla заявили, что рабочий ресурс их беспилотного грузовика составляет минимум 1 миллион километров, жизненный цикл этого тягача рассчитан так, чтобы 40 раз объехать вокруг земного шара. Беспилотник разгоняется до 96 км/ч всего за 5 секунд. Максимальная грузоподъемность – 36 тонн. Этот грузовик намного легче преодолевает подъемы, чем классический на дизеле.

На одном заряде Tesla Semi Truck может преодолеть 800 км, а чтобы пройти еще 600 километров, электрогрузовику хватит одного часа для подзарядки. В беспилотном режиме транспортные средства могут передвигаться колонной, при этом хватит одного водителя, который будет управлять первой машиной. 

Илон Макс во время презентации сказал, что вернет деньги каждому покупателю, если Tesla "не сможет благополучно пережить взрыв ядерной бомбы". И судя по техническим характеристикам этого "умного" грузовика, разорение основателю компании не грозит.

Беспилотные грузовики КамАЗ

Первый грузовик-робот презентовал КамАЗ совместно с компанией Cognitive Technologies. Машина оснащена системой помощи водителю с элементами искусственного интеллекта – ADAS (Advanced Driver Assistance System). Силиконовые мозги управляют несколькими тоннами на дороге, распознают препятствия, ориентируются в пространстве и совершают маневры.

На западе разработчики электрогрузовиков больше ориентируются на идеальные условия дорожного движения: на хорошую разметку, ровные дороги. У российской компании совершенно другой подход. Беспилотник способен распознавать дорожную обстановку, в том числе ширину дорожного полотна и полос движения.

Он хорошо работает в реалиях бездорожья и сложных климатических условиях. Сейчас модуль проходит тестирование, а серийное производство начнется не раньше 2022 года.

Беспилотные грузовики Mercedes-Benz

Компания Mercedes-Benz создала беспилотный грузовик Future Truck 2025, и цифра в конце намекает на год запуска серийного производства. Технологию Highway Pilot используют для беспилотного управления грузовым транспортом. Она отвечает за автоматическое передвижение машины по трассе.

В 2016 году компания совместно с проектом "Европейский грузовой караван" пустила в тестовом режиме на дороги три беспилотных тягача с прицепами. Они проехали 600 км из немецкого Штутгарта в Нидерланды, город Роттердам. В длину колонна занимала 80 метров, расход топлива во время испытания был сокращен на 10%.

Электрогрузовики, оснащенные сенсорами и синхронизированные между собой с помощью Wi-Fi, шли друг за другом на расстоянии 15–20 метров без помощи водителя.

Беспилотные грузовики Evocargo

Компания Evocargo в 2020 году представила футуристический беспилотный грузовик, который создали российские разработчики. В автомобиле не предусмотрено место для водителя, руля и кресла. Его контролируют при помощи удаленного управления через диспетчерский пульт. В грузовике встроен пульт, который может запустить полевой инженер, если будет необходимость завести автомобиль на месте.

Все данные грузовик получает через камеры с разным углом обзора, а заднюю часть машины держат под контролем ультразвуковые датчики, которые убирают все слепые зоны. Разработчики уверяют, что камеры для грузовика представляют собой аналог человеческого зрения, поэтому дополнительные дорогостоящие технологии, вроде лидаров, не понадобились.

Электрогрузовики Evocargo разгоняются до скорости в 40 км/ч, их батареи хватит на 200 км — это отличный показатель с учетом того, что даже беспилотники Tesla не проходят без подзарядки более 600 км. По некоторым подсчетам, разработка грузовика сможет окупиться через два-три года.

Беспилотные модули CHARGE

В 2017 году британский бренд Charge Auto презентовал миру модель нового электрогрузовика, который способен двигаться в беспилотном режиме. Его отличительная черта от других – простота сборки. Произвести Charge можно всего за четыре часа. Фирма решила сделать грузовики-роботы предельно доступными для логистических компаний разного масштаба.

Разработчики планируют выпустить грузовики в широком диапазоне размеров, с грузоподъемностью от 2 и до 26 тонн. В базовой модели заряда батареи хватит на преодоление расстояния 160 км, а дополнительная опция позволит увеличивать эту цифру до 800 км.

Какая инфраструктура для нужна для беспилотного транспорта?

Чтобы грузовики-беспилотники свободно перемещались по дорогам и магистралям, необходима интеллектуальная транспортная система, способная взять на себя часть контролирующих датчиков. Что-то подобное уже реализовано на ЦКАД: там разместили специальные датчики, которые собирают информацию о метеообстановке и о ситуации на трассе. Поэтому там и провели показательный заезд грузовика Evocargo осенью 2020 года.

Сейчас в России беспилотный транспорт развивается медленнее из-за регуляторных преград и климатических факторов. Это связано с тем, что внедрять такие технологии гораздо проще на равнине, где лето круглый год. Обучение системы управления также легче осуществлять на трассах с одинаковой картинкой, ведь там единственная помеха – это солнце, засвечивающее иногда камеры.

В планах Минтранса запустить беспилотные тягачи между Москвой и Санкт-Петербургом в 2022 году. Для этого ведомство подготавливает заявку для конструкции беспилотных логистических коридоров в рамках экспериментальных правовых режимов. Для масштабных коммерческих проектов хотят использовать трассу М-11 "Нева". К 2030 году планируют совершить запуск автономных перевозок между Европой и Азией.

Кто будет нести ответственность за ДТП с беспилотным грузовиком?

Чтобы запустить беспилотники даже в рамках одной трассы, необходимо будет переписать и дополнить очень большое количество законов. Илон Макс предложил относиться к авариям с участием беспилотников, как к остановке лифта.

По его мнению, никто не должен предъявляет исков производителю лифтов в случае, если произошла аварийная остановка. Однако у людей, которые застряли внутри, есть шанс выиграть дело против установщика лифта или фирмы, которая контролирует его техническое состояние.

В Германии, например, уже разработали и одобрили закон, который определяет правовые основы использования беспилотных автомобилей на дорогах общего пользования. Во-первых, в беспилотнике должен присутствовать водитель, который смог бы в любой момент взять управление машиной на себя.

Также в автомобиле-роботе должен находиться черный ящик, фиксирующий ход поездки. При дорожно-транспортном происшествии информация с черного ящика покажет, кто был виноват в аварии – водитель или автопилот. Если авария произошла из-за технической ошибки, то ответственность понесет производитель. Возможно, в перспективе подобные правовые нормы будут введены в России и в других странах.

Что будет с дальнобойщиками?

Прошедшие опрос специалисты в данной области полагают, что сейчас рано говорить о полноценной коммерческой эксплуатации беспилотных грузовиков. Ее будут рассматривать только в долгосрочной перспективе, так что профессия дальнобойщика не исчезнет еще как минимум лет десять.

Некоторые эксперты считают, что грузовики-роботы не снизят затраты на перевозку, как предполагается за счет отсутствия водителя, потому что сами машины будут стоить дороже обычных в несколько раз, начнутся проблемы с зарядкой аккумулятора, так как еще не создана соответствующая инфраструктура, а также неизвестно, сколько будут стоить детали. Так что, скорее всего, не все компании рискнут поменять свой автопарк.

Коме того, в ряде стран, и в их числе РФ, беспилотные грузовики не передвигаются по дорогам сами по себе. В кабине должен обязательно находиться водитель, чтобы в случае непредвиденной ситуации среагировать. Так что, возможно, дальнобойщикам просто облегчат работу, но как такового исчезновения профессии не произойдет.