Наземные автономные и беспилотные транспортные средства. Перспективы и тенденции. Презентация Альберта

БЕСПИЛОТНЫЕ И АВТОНОМНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ

СРЕДСТВА. МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

АЛЬБЕРТ ЕФИМОВТОЧКА КИПЕНИЯ

25 АПРЕЛЯ 2016 ГОДА

АКИО ТОЙДА:

“ЕСЛИ ЭТО ВСЕГО ЛИШЬ СРЕДСТВО ПЕРЕДВИЖЕНИЯ, ТО ЭТО НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО ДОЛЖНО ВЫГЛЯДЕТЬ КАК АВТОМОБИЛЬ”

ПРЕДПОСЫЛКИ

АВТОМОБИЛЬ ОСТАЕТСЯ ИСТОЧНИКОМ ПОВЫШЕННОЙ ОПАСНОСТИ, А ДТП ПРИВОДЯТ К СУЩЕСТВЕННЫМ ЭКОНОМИЧЕСКИМ ПОТЕРЯМ

• 1.24 млн смертельных ДТП по вине водителей в мире ежегодно• 15 смертей на 100 тыс.населения• 90% смертей по вине водителей (40% - пьянство)• 0.13 евро/кмИсточники: Nature, KPMG, robocars.com


АВТОМОБИЛЬ ОСТАЕТСЯ ИСТОЧНИКОМ ПОВЫШЕННОЙ ОПАСНОСТИ, А ДТП ПРИВОДЯТ К СУЩЕСТВЕННЫМ ЭКОНОМИЧЕСКИМ ПОТЕРЯМ:

Источник:

ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

$5.6 ТРЛ/ГОД

37%

39%

11%

1% 12%

Сокращение числа ДТППовышение производительности трудаУменьшение пробокЭкономия горючего из-за сокращения пробокЭкономия горючего

Источник: Morgan Stanley


• ДО 50% ЗАТРАТ ТРАНСПОРТНЫХ КОМПАНИЙ – ЗАРПЛАТА ВОДИТЕЛЕЙ

• СНИЖЕНИЕ РАСХОДА ТОПЛИВА ЗА СЧЕТ ОПТИМАЛЬНОГО СТИЛЯ ВОЖДЕНИЯ

• СОКРАЩЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПЕРЕВОЗКИ (АВТОПИЛОТУ НЕ НУЖЕН ОТДЫХ)

http://www.tanglintechnologies.com/transportation.html

ЧТО ДАЕТ ВНЕДРЕНИЕ АТС?Уровень проникновения АТС

10% 50% 90%Экономический эффект

Спасенные жизни 1 100 9 600 21 700Предотвращение аварий 211 000 1 880 000 4 220 000Снижение экономических затрат $5.5 млрд. $48.8 млрд. $109.7 млрд.Комплексное снижение затрат $17.7 млрд. $158.1 млрд. $355.4 млрд.

Уменьшение дорожных пробокЭкономия времени(млн. часы.) 756 1680 2772Экономия топлива (млн. л.) 386 848 2740Общая экономия $16.8 млрд. $37.4 млрд. $63.0 млрд.

Дополнительные преимуществаЭкономия на парковках $3.2 млрд. $15.9 млрд. $28.7 млрд. на одну машину $250 $250 $250Итого в год: Экономический эффект

$25.5 млрд. $102.2 млрд. $201.4 млрд.

Итого в год: Общий эффект $37.7 млрд. $211.5 млрд. $447.1 млрд.* Оценка экономического эффекта приведена для США

AUTONOMOUS HIGHWAY SYSTEM TESTS, 1950S

GM И RCA СОЗДАЛИ ПРОТОТИП АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ДОРОГИ. ТС УПРАВЛЯЮТСЯ НА ОСНОВЕ СКРЫТЫХ ВНУТРИ ДОРОГИ МАГНИТНЫХ МЕТОК

STANFORD ARTIFICIAL INTELLIGENCE LABORATORY CART, 1964-71

ИЗВЕСТНО КАК ПЕРВОЕ БПТС, УБЕЖАВШЕЕ ИЗ ЛАБОРАТОРИИ САМОСТОЯТЕЛЬНО

1977 Первый по-настоящему автономный автомобиль создан в Университете Цукуба1980е Эрнст Дикманн испытывает мини-фургон Мерседес Бенц, 140 км/ч. Видео-

навигацияDARPA открывает проект Autonomous Land Vehicle

ЕС финансирует проект EUREKA Prometheus – 800 млн евро по созданию АТС

1980

1987-1995

Дикманн демонстрирует АТС на базе Даймлер (VaMP и Vita-2), 1 500 км в автономном режиме по Парижу1994

ХРОНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ АВТОНОМНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

1990

VAMORS, 1980-1990ЭРНСТ ДИКМАНН• ~ 9 КМ В АВТОНОМНОМ РЕЖИМЕ• РЕКОРД 128 КМ• МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ РОБОТА

– 175 КМ/Ч• 1995 Г 1 758 КМ ИЗ МЮНХЕНА В

ОДЕНС, АВТОНОМНЫЙ РЕЖИМ• ЧЕРНО-БЕЛЫЕ КАМЕРЫ




1980

1987-1995


1995

1996

Проект Университета Карнеги-Меллон “No Hands Across America” – 98% времени в автономном режиме на маршруте в 6 000 кмПроект Argo Профессора А. Броги – 94% времени в режиме полной автономности на маршруте в 2 000 км по Северной Италии

2004-2005

DARPA Grand Challenge. Приз в $2 млн выиграла команда Стенфордского Университета в 2005 году

2007 DARPA Urban Challenge. Приз в $2 млн выиграла команда Университета Карнеги-Меллон


1990

2000

DARPA GRAND CHALLENGEDARPA URBAN CHALLENGE

• 2004, 230 КМ ТРАССА, 12 КМ ПРОЕХАЛ ПОБЕДИТЕЛЬ

• 2005, 211 КМ, 6 ЧАСОВ 53 МИН, • ПОБЕДИТЕЛЬ – СТЭНФОРДСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

• 2007, 120 КМ ПО БЫВШ ВОЕННОЙ БАЗЕ

• 30 ПИЛОТИРУЕМЫХ ДЖИПОВ ИМИТИРОВАЛИ ГОРОДСКОЙ ТРАФИК

• 11 КОМАНД. 6 ДОЕХАЛИ ДО ФИНИША• ПРИЗ В $2 МЛН ДОСТАЛСЯ

УНИВЕРСИТЕТУ КАРНЕГИ-МЕЛЛОН




1980

1987-1995


1995

1996

Проект Университета Карнеги-Меллон “No Hands Across America” – 98% времени в автономном режиме на маршруте в 6 000 кмПроект Argo Профессора А. Броги – 94% времени в режиме полной автономности на маршруте в 2 000 км по Северной Италии

2004-2005

DARPA Grand Challenge. Приз в $2 млн выиграла команда Стенфордского Университета в 2005 году

2007 DARPA Urban Challenge. Приз в $1 млн выиграла команда Университета Карнеги-Меллон

2010 Google Car Project


1990

2000

2010 VisLab Intercontinental Autonomous Challenge. А. Броги и Ко доехали из Италии в Китай за 90 дней

VISLAB INTERCONTINENTAL AUTONOMOUS CHALLENGE, 2010"WE HAD TO INTERVENE MANUALLY ONLY ON LIMITED OCCASIONS, SUCH AS IN THE MOSCOW TRAFFIC JAMS AND WHEN PASSING TOLL STATIONS”

ALBERTO BROGGI• 4 Электрических минивэна• 13 тыс. км от Италии до Китая• 3 месяца• 7 камер + 4 лидара• Полностью автономный режим в

течении 214 часов• 40 терабайт данных

ТРИ ПОДХОДА К АВТОНОМНОСТИ

Решение, основанное на сенсорах• Недостаточно подобно человеческим

органам чувств• Дорого• Нет 360 обзора в городских условиях

Решение, основанное на коммуникациях• Многие участники ДД не используют

DSRC• V2I требует значительных инвестиций• V2V требует значительного

проникновения для эффективности работы

Решение, основанное на конвергентном подходе• Подобно человеческим органам чувств• V2I не требует значительных

инвестиций• Обеспечивает требуемый уровень

надежности

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТРЕНД

Частичная автоматизацияВысокая степень автоматизацииПолная автоматизация

Сложность дорожных ситуаций

Высокая

Низкая

Полностью беспилотное ТСАвтопилот «по требованию»

АВТОНОМНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

Полная функциональность

Везде

ФункциональностьОграниченная Полная

Где-

тоВе

зде

Прос

тран

ство

Как работает Авторобот?

Восприятие. АТС использует радары, камеры и лидары для создания картины окружающего мира, включающего статические и динамические элементы

Принятие решений. АТС должно реагировать на внезапные события. Эту роль выполняют алгоритмы, протестированные миллионами километров тестовых заездов

Коммуникация. V2V позволяет всем участникам ДД общаться между собой и элементами инфраструктуры

Адаптивное управление движением. Умная дорога интегрирует V2V сигналы от АТС, светофоры и ширину полос в каждом направлении в зависимости от плотности потока.

Траекторное управление. Бортовой вычислитель обрабатывает данные сенсоров для определения оптимальной траектории движения, избегая столкновений и нарушений ПДД

Локализация. Цифровые карты используют GPS для определения местоположения АТС

Конвой. АТС могут организовывать дорожные конвои, цепочки машин для экономии топлива. Экономия (10%) возникает за счет использования аэродинамики ведущего автомобиля

DATA FUSION. Важнейшая часть обработки данных: «склеивание» образов окружающего мира из разнородных спектральных датчиков. Программное обеспечение определяет возможности АТС

Центральная шина. Для обмена информацией между сенсорами, навигационной системой. Планированием движения, мультимедиа и прочих элементов АТС необходимо иметь единую шину данных, которая обеспечит высокоскоростную и надежную обработку

Без автоматизации0

Помощь водителю1

Условная автоматизация2

Частичная автоматизация3

Повышенная автоматизация4

Полная автоматизация5

Управление рулением,

ускорением или торможением

Слежение за дорожной ситуацией

Поддержка вождения в

динамической среде

Возможности системы

Не применимо

Некоторые дорожные ситуации

Любые дорожные ситуации

SAE: УРОВЕНЬ АВТОМАТИЗАЦИИ ТС

Источник SAE, J3016,BCG

Двигатель

Кабина

Безопас-ность

Разв-лечения

Тормоза

Руление

Центральная шина данных

Двигатель

Кабина

Безопас-ность

Разв-лечения

ТормозаРуление

ПЕРЕХОД ОТ ТРАДИЦИОННОЙ К НОВОЙ АРХИТЕКТУРЕ АВТОРОБОТОВ

ОБЗОР РЫНКОВТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЛИДЕРЫ ПО КОЛИЧЕСТВУ ПАТЕНТОВ В ОБЛАСТИ

АВТОНОМНОЙ ЕЗДЫ


СИСТЕМ ПОМОЩИ ВОДИТЕЛЮ


ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ДЛЯ ТРАНСПОРТА

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ТС (МИЛЛИОНЫ ШТ)

полу-автоматическиевысоко-автоматизированныеПолность автоматизированные

AUTOMATED AND ASSISTED DRIVING TECHNOLOGY MARKET (BLNS $$)*

2014 2020 20250

10

20

30

40

50

60

6

25

57

Ряд 1

Ряд 1*BNP Paribas, 2014

ПРОГНОЗЫ РАЗВИТИЯ АВТОНОМНОЙ РОБОТОТЕХНИКИ

РОСТ АКТИВНОСТИ ПО СЛИЯНИЯМ И ПОГЛОЩЕНИЯМ

• ZF FRIEDRICHSHAFEN КУПИЛ TRW AUTOMOTIVE ЗА $11.7 BLN, ОКТЯБРЬ 2014

• BOSCH ВЫКУПИЛ ZF LENKSYSTEME• PANASONIC КУПИЛ 49% В FICOSA• AUTOLIV КУПИЛ M/A COM• MOBILEYE IPO $890 МЛН• CONTINENTAL КУПИЛ ELEKTROBIT ЗА

$650 MLN

http://www.ft.com/cms/s/0/2e9c8150-3cc3-11e4-871d-00144feabdc0.html?siteedition=uk

http://markets.ft.com/tearsheets/performance.asp?s=jp:6752

КАК АТС ПОВЛИЯЮТ НА ЦИВИЛИЗАЦИЮ?

• ПАРКОВКИ ПЕРЕЕДУТ:• США 600-800 МИЛЛИОНОВ МАШИНО-

МЕСТ. • РОССИЯ – 200 МИЛЛИОНОВ МАШИНО-

МЕСТ


• ПРОИЗВОДСТВО И ПОТРЕБЛЕНИЕ АЛКОГОЛЯ:• НЕТ ПРОБЛЕМ С УПОТРЕБЛЕНИЕМ

АЛКОГОЛЯ. ИЗМЕНЕНИЕ ПРИВЫЧЕК ЛЮДЕЙ


ПОТРЕБЛЕНИЕ МЕДИА (И РЕКЛАМЫ) ВОЗРАСТЕТ МИНИМАЛЬНО НА 10-20 ЧАСОВ В НЕДЕЛЮ. РЫНОК ЦИФРОВОГО КОНТЕНТА ВЫРАСТАЕТ НА $5 МЛРД ДОПОЛНИТЕЛЬНОГЛАВНЫЙ БЕНЕФИЦИАР - ТВ

Источники: Nature, Wikipedia


• НОВОЕ КАЧЕСТВО ЖИЗНИ:• ПОЖИЛЫХ• ЛОВ• ДЕТЕЙ

Источники: Nature, Wikipedia

ДИЛЕММА ТРАМВАЯ

• НИЗКАЯ ВЕРОЯТНОСТЬ• У ЧЕЛОВЕКА НЕТ ВРЕМЕНИ ДЛЯ

РЕШЕНИЯ. А БУДЕТ ЛИ ОНО У РОБОТА?

ВОПРОСЫ ДИЗАЙНА АВТОРОБОТОВ

ДАЛЬНОСТЬ НЕ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЯ


АККУМУЛЯТОРЫ НЕ ТАК ВАЖНЫ ДЛЯ АВТОРОБОТОВ


ЗАПРАВКИ УСТАНАВЛИВАЮТСЯ ТАМ ГДЕ НУЖНО, А НЕ ТАМ ГДЕ УДОБНО


МЕНЯЕТСЯ КОМПОНОВКА САЛОНА


АВТОРОБОТ ДЛЯ ОДНОГО ПАССАЖИРА


ВЕТРОВЫЕ СТЕКЛА ИЗБЫТОЧНЫ


БАГАЖНИК НЕ НУЖЕН


ПОДВЕСКА И АКСЕЛЕРАЦИЯ


ВЕС МОЖЕТ СУЩЕСТВЕННО УМЕНЬШИТСЯ


ИЗМЕНЯЮТСЯ ТРЕБОВАНИЯ К КОМФОРТУ И РАЗВЛЕЧЕНИЯМ


ПАРКОВКИ ПЕРЕСТАЛИ БЫТЬ НУЖНЫМИ


АВТОМОБИЛИ СДАЮТСЯ В АРЕНДУ ТАКЖЕ КАК КВАРТИРЫ

ИЗМЕНЕНИЕ БИЗНЕС-МОДЕЛЕЙ

ИЗМЕНЕНИЯ НУЖНЫ ВСЕМ

‘ONLY AUTOMAKERS AND SUPPLIERS WITH BROAD

SYSTEMS EXPERTISE WILL SUCCEED’

НОВЫЕ ИГРОКИ НА РЫНКЕ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ

“IT SEEMS LIKELY WE ARE WITNESSING THE BIRTH OF FOUR MAJOR NEW AMERICAN AUTOMAKERS:• ….,• …. , • • …..

WHO WOULD HAVE GUESSED!”

Производители платформ и

компонент

Пост

авщ

ики

конт

ента Разработчики

ПО

СТОИМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ: СЕГОДНЯ И ЗАВТРА

Сегодня

Hardware Software

Завтра

Hardware Software Content

PELOTON. БИЗНЕС-МОДЕЛЬ ДАЛЬНИХ ПЕРЕВОЗОК

• ГРУЗОВИКАМ: БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ

• ОПЕРАТОРАМ: ОПТИМИЗАЦИЯ, ДИАГНОСТИКА, ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И АНАЛИТИКА ВОЖДЕНИЯ

• ЦЕНТРАМ УПРАВЛЕНИЯ: ПОИСК НОВЫХ ЗАКАЗОВ

• 12% ЭКОНОМИЯ КАЖДОГО ГРУЗОВИКА НА ТОПЛИВЕ

• ПЛАТА ЗА ОБСЛУЖИВАНИЕ $0.25/МИЛЮ В КОНВОЕ

• ОКУПАЕМОСТЬ: 3-8 МЕСЯЦЕВ, (35 ТЫС. МИЛЬ)

НОВЫЕ МОДЕЛИ CAR SHARING

Ускор

яет ра

зрабо

тку

Умен

ьшает

стоим

ость

Минимизация АКБ

Уменьшение ТСМеньше стоимость

запуска

Увеличение проникновения

Уменьшение стоимостиобслуживания

УРОКИ ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ИТ-ОТРАСЛИ1. СНАЧАЛА НУЖНЫ ВЛОЖЕНИЯ В

ИНФРАСТРУКТУРУ, ПОТОМ БУДУТ НАИБОЛЕЕ ПРОРЫВНЫЕ ПРОЕКТЫ ЗА СЧЕТ ДОБАВЛЕННЫХ СЕРВИСОВ

2. ЗАКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ МОГУТ ИМЕТЬ УСПЕХ В НАЧАЛЕ, НО ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ ПОЛУЧАЮТ БОЛЬШУЮ РЫНОЧНУЮ ДОЛЮ, ХОТЯ И МЕНЬШУЮ МАРЖИНАЛЬНОСТЬ

3. ПО И КЛЮЧЕВЫЕ КОМПОНЕНТЫ – ОСНОВНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАТОРЫ

A LOT OF OPPORTUNITIES ARISE!

Technology

Наземные автономные и беспилотные транспортные средства. Перспективы и тенденции. Презентация Альберта