Компьютерное зрение в беспилотных автомобилях. Часть 1

О транспортном средстве, которое бы управлялось без помощи человека вообще люди мечтали еще задолго до изобретения автомобиля. Прошло всего несколько десятков лет с тех пор как Генри Форд и ему подобные сделали автомобили массовыми, и человеку опять захотелось большего.

Дебют беспилотных такси в кинематографе состоялся в конце 80-х годов в фильме “Кто подставил кролика Роджера”. Спустя два года роботизированный автомобиль появляется в фильме “Вспомнить все” с Арнольдом Шварценеггером, а еще через несколько лет в фильме “Я робот”, описывающем события 2035 года.Сегодня беспилотные автомобили можно встретить на дорогах современных мегаполисов.

К сожалению, беспилотные автомобили еще не настолько хороши, чтобы полностью изолировать людей от управления автомобилем.

В теории принцип работы беспилотных автомобилей может показаться довольно простым. Человек задает конечную точку, куда нужно доехать, компьютер рассчитывает оптимальный маршрут из точки А в точку Б с учетом разметки, дорожных знаков, указателей и загруженности трассы и начинает движение. Установленные на борту автомобиля датчики, камеры и радары считывают информацию об окружающих объектах на дороге, искусственный интеллект обрабатывает ее и принимает соответствующие решения в процессе поездки.

Все датчики используются по разному: радары определяют положение разных объектов спереди, сзади и по бокам автомобиля; лидары измеряют точные расстояния до этих объектов; камеры фиксируют дорожные знаки и разметку на дорогах; система стереозрения устанавливает форму и расположение окружающих объектов; гиростабилизатор определяет ориентацию в пространстве.

Это самая простая техническая классификация приспособлений, которые позволяют видеть современным беспилотникам. Ее используют чаще всего в силу удобства.

У каждого элемента, позволяющего автомобилю “видеть”, есть свои плюсы и минусы. Например, LIDAR (Light Identification Detection and Ranging) при помощи импульсов отраженного света получает данные о любых находящихся рядом объектах, направляя вокруг себя лазерные лучи. Он позволяет точно измерить расстояние до окружающих объектов, но работает только когда нет снега или дождя. Системы распознавания изображений считывают картинку с камер практически в любую погоду, но часто неверно классифицируют вид предмета. Это очень заметно на примере этого видео.

Это запись работы одной из подсистем Tesla, которая отвечает за распознавание изображений с камер. Оно было слито хакерами в сеть примерно год назад.

В следующей части расскажем подробнее о том, как работают системы машинного зрения в беспилотных автомобилях и какие плюсы и минусы есть у каждой из них.