Как автомобили и инфраструктура работают вместе в автоматизированном городском движении

Пешеходы, скрывающиеся за автомобилями, велосипедисты, проезжающие перед самым капотом, внезапно приближающиеся автобусы: совсем скоро тема уличного движения может стать сложной для обсуждения. Предметом исследования проекта MEC-View, кроме всего прочего, являлось городское освещение. Именно оно делает городское движение более безопасным и помогает автоматизированным транспортным средствам лучше следить за окружающей обстановкой.

В рамках проекта уличные фонари оснастили видеодатчиками и лидарами, которые с помощью передовых технологий сотовой связи предоставляли автомобилям важную информацию в режиме реального времени, позволяя им быстро и эффективно обнаруживать препятствия – будь то другие автомобили, велосипедисты или пешеходы. После трёх лет исследований участники проекта готовы представить результаты.

Лидер объединения Bosch, а также Mercedes-Benz, Nokia, Osram, TomTom, IT Designers и университеты Дуйсбург-Эссена и Ульма стали партнерами в рамках исследований, получив финансирование от Федерального министерства экономики и энергетики Германии (BMWi) в размере 5,5 миллионов евро. Город Ульм стал ассоциированным партнером проекта и на протяжении последних трех лет является площадкой для испытаний датчиков уличных фонарей и технологий связи. Полученные в ходе проекта данные будут использованы для дальнейшего развития технологий автоматизированного вождения и сотовой связи. Кроме того, инфраструктура, созданная в рамках проекта, будет доступна для использования и в дальнейших исследованиях.

С высоты птичьего полета

Достигая порой 6 метров, уличные фонари возвышаются над дорожным покрытием. Они наблюдают за уличным движением с высоты птичьего полета. Благодаря им можно получить самое полное представление о событиях на оживленных перекрестках – именно такие знания понадобятся автоматизированным транспортным средствам в будущем. Хотя системы датчиков автомобилей – камеры, радары и лидары – дают водителю круговой обзор на 360 градусов с поверхности земли, этого не всегда достаточно, чтобы заметить пешехода, скрывающегося за грузовиком, автомобиль, выезжающий из-за угла, или велосипедиста, приближающегося сзади и быстро меняющего полосу движения.

«Поскольку для автомобиля не доступен обзор за углами или сквозь стены, мы используем датчики на фонарях уличного освещения, чтобы расширить покрытие датчиков автомобиля», – отмечает доктор Рюдигер Вальтер Хенн, возглавляющий проект MEC-View со стороны лидера объединения Bosch. Для этого партнеры проекта разработали соответствующее аппаратное и программное обеспечение. Система обрабатывает изображения и сигналы, полученные датчиками инфраструктуры, объединяет их с цифровыми картами в высоком разрешении и передает данные в эфир с помощью беспроводной связи. Далее они объединяются с информацией от собственных датчиков автомобиля, чтобы воссоздать полную картину обстановки, включающую всех участников дорожного движения.

Беспроводная передача данных

Передовые технологии сотовой связи делают возможной передачу информации с датчиков практически без задержки. В то время как в проекте MEC-View использовалась технология мобильной связи LTE с оптимизированной конфигурацией, в новом стандарте связи передача данных в реальном времени с помощью технологии 5G является основной функцией. Главной задачей мобильной связи является не только практически мгновенная беспроводная передача данных, но и обработка этих данных как можно ближе к источнику.

Эта задача выполняется специальными компьютерами, известными как мобильные граничные вычислительные серверы (или сокращенно MEC-серверы), которые интегрированы непосредственно в сотовую сеть. Они объединяют данные датчиков с фонарей уличного освещения с данными датчиков движения автомобиля и высокоточными цифровыми картами. Используя эту информацию, они генерируют модель окружения, которая включает в себя всю доступную информацию о текущей дорожной ситуации и делают её доступной для транспортных средств по воздуху. В будущем такие объекты, как городские центры управления движением, могут быть оборудованы подобными серверами, чтобы содействовать обмену данными между всеми транспортными средствами, независимо от производителя и других участников дорожного движения.

Полная интеграция с уличным движением

С 2018 года партнеры проекта тестируют в Ульме взаимодействие прототипов автоматизированных транспортных средств и датчиков инфраструктуры в реальных условиях движения. Один из перекрестков в Лерском районе Ульма известен отсутствием хорошей круговой видимости. В рамках проекта уличные фонари оснастили датчиками, помогающими автоматизированным транспортным средствам преодолевать перекресток. Транспортные средства, приближающиеся к сложному перекрестку с примыкающей дороги, должны выехать на главную дорогу.

Благодаря недавно разработанной технологии, автоматизированный прототип теперь распознает участников дорожного движения с самого начала и может соответствующим образом адаптировать свою стратегию вождения. В результате автомобиль ориентируется на пробелы в потоке автомобилей на главной дороге и плавно вливается в него, не останавливаясь. Такой подход сделает городское движение не только более безопасным, но и более однородным. Инфраструктура, созданная в ходе проекта, останется в Ульме, где она будет доступна для использования в последующих исследованиях.