Осенью 2019 года VSI Labs предприняла два беспрецедентных путешествия по США своим исследовательским автомобилем. Оба путешествия предоставили VSI возможность протестировать различные приложения для автономных транспортных средств, разработанные инженерами компании.
В наши дни тестирование автомобилей с автономным вождением является обычным делом, но лабораториям VSI требовалось тестировать различные приложения для автономных транспортных средств. Итак, компания взяла свое испытательное транспортное средство для двух беспрецедентных поездок по пересеченной местности.
Какова была цель поездок West & East?
Ни одна из поездок не была посвящена только проверкам возможностей AV-приложений VSI — поездки были нацелены на открытия. В частности, целью поездок дальнего следования было проверить преимущества использования прецизионных моделей полос движения и усовершенствованной технологии позиционирования для повышения эффективности и безопасности приложений автономного вождения по шоссе. Мы также стремились лучше понять, как эти технологии работают на разных территориях, при различных условиях погоды и вождения.
Какой тип транспортного средства использовали для поездок?
Исследовательским автомобилем VSI стал Ford Fusion 2018 года, оснащенный проводной системой управления Dataspeed, а также многими другими технологиями самостоятельного вождения, такими как Ouster LiDAR, NXP Blue Box, тепловизионная камера FLIR и другие. Инженеры VSI создали собственный компьютер на базе операционной системы Linux, установленный внутри автомобиля, который выполняет функции контроллера домена для функций автономного автомобиля, включая алгоритмы контроля полосы движения и адаптивного круиз-контроля (ACC), разработанные тоже инженерами VSI. В случае Drive West & East автомобилю также требовалось подключение LTE для услуг по динамической загрузке и корректировке карт.
Какие технологии позволили осуществить Drive West & East?
В обоих проектах VSI применяла систему абсолютной локализации, которая использовала сервис коррекций для достижения более точного позиционирования. Абсолютная локализация использует информацию об абсолютном положении, рассчитанную с помощью измерительных датчиков, таких как GPS, инерциальные единицы измерения (IMU) и одометр колеса. Чтобы достичь более высокого уровня точности, ошибки позиционирования от этих слитых датчиков затем корректируются с помощью данных службы коррекции. Данные коррекции используются для повышения уровня точности, от точности на уровне метра до точности позиционирования на уровне сантиметра, требуемой для некоторых автомобильных приложений, таких как ADAS и решения AD.
Точное позиционирование (PPP- precise point positioning) и кинематика в реальном времени (RTK- real-time kinematics) являются двумя из преобладающих услуг коррекции, доступных сегодня. RTK использует дифференциальное увеличение через базовую станцию, в то время как PPP получает новую и более качественную информацию о местоположении и тактовой ошибке спутников.
Если в Drive West в основном занимались тестированием комбинаций карт высокой четкости HERE Technologies с технологией наземного позиционирования RTK от OxTS, то в Drive East использовали технологии Trimble PPP, Trimble RTX.
В сочетании с моделями дорожек высокой четкости на карте HD (high-definition),обе технологии как OxTS, так и Trimble позволили транспортному средству точно знать свое положение относительно геокодированных линий полос на карте, что привело к точному сохранению полосы движения на большой географической площади.
Как команда VSI готовилась к поездкам?
Поскольку Drive West впервые использовала VSI для кросса по стране в режиме автономного вождения, команда начала подготовку к этому проекту за несколько месяцев.
VSI Labs использовала два основных приложения самостоятельного вождения для поездок: ACC и HD map-based lane keeping. До путешествий, инженеры проводили обширные исследования и тестирование этих приложений, исследования всегда проводились в геозоне (виртуальном произвольно ограниченном участке на географической карте), что позволяло команде иметь преимущества загрузки и обработки картографических данных. Поскольку вояж Drive West & Drive East охватывал более 3000 миль автомобильных дорог, необходимо было разработать методы загрузки и обработки картографических данных во время движения.
Инженеры VSI написали сценарии для загрузки правильных картографических данных с учетом местоположения автомобиля в любой момент времени. Сценарий сначала проверяет, существует ли соответствующий файл, и загружает данные, если это еще не сделано. После того, как новые данные карты будут загружены, они будут обработаны, чтобы найти новый целевой путь, как для сохранения полосы движения, так и для ACC, и команда управления будет медленно переходить от существующего целевого пути к новому пути.
Другая проблема, с которой столкнулись инженеры при использовании HD-карт на больших расстояниях, — искажение карты. Несмотря на то, что искажения незначительны на небольшой территории с геозоной, они могут серьезно помешать сохранению полосы движения, полагаясь на точность карты сантиметрового уровня.
Команда VSI проверила, является ли это преобразование координат жизнеспособным для движения на большое расстояние, узнав, что оно не работает правильно из-за кривизны Земли. После исследования альтернативных систем координат они продолжили работу с системой координат UTM (Universal Transverse Mercator), которая разбивает Землю на 6-градусные продольные разрезы и дает координаты в метрах.
Подготовка к проекту Automated Drive East включала в себя почти те же настройки, что и Drive West, поскольку те же алгоритмы использовались для обработки динамической загрузки карты и искажения карты. Одним из важных отличий была настройка аппаратного модуля Trimble BX992. Интеграция всех устройств GNSS, как правило, требует нескольких общих шагов, включая интеграцию аппаратного обеспечения в транспортное средство, интеграцию исправлений в аппаратное обеспечение GNSS и, наконец, интеграцию локализованного положения в программное обеспечение автономного вождения вышеупомянутого автомобиля.
Какие открытия были сделаны на Drive West & East?
В целом приложения на основе HD-карт и ACC хорошо работали в обоих поездках. Команда заметила, что система, основанная на HD-карте, работала адекватно, даже когда разметка полос на шоссе была плохой для большей части проезда, что сделало бы систему, основанную на видении, не подходящей для устойчивого удержания полосы.
Было много сценариев, в которых функции самостоятельного движения не могли быть включены, такие как извилистые дороги, высокие дороги без ограждений, районы с движением пешеходов и среди поздней ночи / из-за плохой видимости. Кроме того, система должна была быть отключена в таких местах, как выезды с автомагистралей, зон строительства, недавно построенных дорог и районов с ограниченной связью.
В обоих тестовых поездках радар в передней части автомобиля, используемый для ACC, накапливал много пыли и мусора вдоль привода. Хотя на производительность радара это не повлияло, это может повлиять на другие внешние датчики, такие как камера и / или LiDAR. Соответственно, очистка сенсоров в будущем станет критическим фактором для автономных транспортных средств, которые едут на большие расстояния.
Охлаждение вычислительных компьютеров при работе в теплых условиях также представляло собой проблему, особенно на Drive West. Чтобы бороться с этим, VSI установил вентиляторы для циркуляции холодного воздуха из кабины в багажник, где находится большая часть оборудования для автономного вождения. Механизмы охлаждения, вероятно, будут необходимы в будущем для поддержания надлежащих рабочих температур для автономных транспортных средств.
Наконец, обе поездки подтвердили важность безопасного вождения при проведении испытаний на дорогах общего пользования. Водитель, ради безопасности, должен всегда быть начеку и полностью понимать, как использовать систему. Безопасное вождение является психически более сложным, чем обычное вождение, поскольку “водитель” должен постоянно предвидеть, что может произойти дальше. Во время обеих поездок было важно делать перерывы от вождения каждые несколько часов.
Что дальше от VSI Labs?
VSI регулярно проезжает сотни миль по шоссе при транспортировке автомобиля на мероприятия и конференции в США. На самом деле, езда на автомобиле по этим направлениям предпочтительнее, чем просто доставка, поскольку это позволяет VSI тестировать различные приложения и новые компоненты.
Оставьте комментарий