Самоуправляемый грузовик , также известный как автономный грузовик или робо-грузовик, представляет собой применение технологии самоуправляемых грузовиков , направленное на создание грузовиков, которые могут работать без человеческого участия. Наряду с легкими, средними и тяжелыми грузовиками многие компании разрабатывают технологию самоуправляемых полуприцепов для автоматизации вождения по шоссе в процессе доставки. [1]
В сентябре 2022 года Guidehouse Insights перечислил Waymo , Aurora , TuSimple , Gatik , Plus , Kodiak Robotics, Daimler Truck , Einride , Locomation и Embark Trucks (приобретенную Applied Intuition ) [2] как 10 лучших поставщиков в сфере автоматизированных грузоперевозок. [3] А Transport Topics в ноябре 2022 года перечислил четырнадцать компаний, о которых следует знать о беспилотных грузовиках: Aurora, Waymo, TuSimple, Gatik, Locomation, Torc Robotics , Waabi, Einride , Plus , Embark, Kodiak Robotics, Robotic Research, Outrider и Pronto. [4] Ожидается, что беспилотные грузовики появятся на автомагистралях в Соединенных Штатах к 2027 году. [5]
Несколько правительственных агентств в США и Европе объявили о новом законодательстве, касающемся использования автономных грузовиков. [6] [7] Некоторые проблемы вывода беспилотных грузовиков на дороги общего пользования включают, помимо прочего, безопасность дорожного движения, необходимость присутствия водителя-человека внутри транспортного средства и отсутствие конкретных правил, касающихся беспилотных транспортных средств. [8] [9] [10]
Как было отмечено в журнале Popular Science Magazine в июне 1995 года , для боевых колонн разрабатывались самоуправляемые грузовики, при этом только головной грузовик управлялся человеком, а следующие за ним грузовики полагались на спутниковую навигацию , инерциальную систему наведения и датчики скорости движения. [11]
Компания Komatsu первой разработала автономные грузовики, протестировав парк из пяти грузовиков класса Ultra на шахте имени Радомиро Томича в Коделоко в Чили в 2005 году [12] , а затем в 2007 году первый рабочий парк был установлен на шахте Габриэла Мистраль в Чили, также принадлежащей Коделоко. [13]
Lockheed Martin при финансировании со стороны армии США разработала автономную систему конвоя грузовиков, которая использует головной грузовик, управляемый водителем-человеком, с несколькими грузовиками, следующими автономно. [14] Разработанная как часть армейской автономной системы мобильной связи (AMAS), система состоит из автономного пакета вождения, который по состоянию на 2014 год [обновлять]был установлен на более чем девяти типах транспортных средств и отработал более 55 000 часов на скорости до 64 км/ч (40 миль/ч). [15] По состоянию на 2017 год [обновлять]армия планировала выставить 100–200 грузовиков в рамках программы быстрого развертывания. [16]
В Европе вопрос о создании колонн грузовиков рассматривался в рамках проекта « Безопасные автопоезда для окружающей среды» , который завершился в сентябре 2012 года. [17] [18]
Самоуправляемые грузовики разрабатываются для всех классов грузовиков, включая легкие и средние. [19] [20]
Агентство по охране окружающей среды определяет легкий грузовик как любой грузовик с максимальной грузоподъемностью 4000 фунтов и весом 8500 фунтов (только в США). [21] [22] В Европе легкий грузовик классифицируется как грузовик с максимальным весом 7720 фунтов. [21]
Бюро переписи населения США определяет, что максимальный вес легкового грузовика составляет 10 000 фунтов. [20]
Примерами легких грузовиков являются пикапы , внедорожники и фургоны . [21] Ford F-150 2023 года является примером легкого грузовика с новой технологией Ford BlueCruise 1.2. [23]
Бюро переписи населения США, в отличие от Агентства по охране окружающей среды, установило третью классификацию для среднетоннажных грузовиков. Среднетоннажный грузовик классифицируется как грузовик с диапазоном веса от 10 000 до 26 000 фунтов. [24]
Примерами среднетоннажных грузовиков являются фургоны и школьные автобусы . [25] Недавно правительство Великобритании выделило 81 миллион евро на производство беспилотных технологий для общественных автобусов. [26]
Агентство по охране окружающей среды определяет, что минимальный вес большегрузного автомобиля составляет 8500 фунтов (в США). [22] Бюро переписи населения США определяет, что минимальный вес большегрузного автомобиля составляет 26 000 фунтов. [24]
Примерами большегрузных автомобилей являются бетономешалки , мобильные краны и полуприцепы. [25]
SAE International (ранее Общество инженеров-автомобилестроителей) определяет шесть уровней автоматизации вождения, начиная от «Без автоматизации вождения» на уровне 0 до «Полной автоматизации вождения» на уровне 5. [27] Эта система классификации основана на степени вмешательства водителя, необходимого для вождения. [27] Уровни 0, 1 и 2 фокусируются на функциях поддержки водителя, таких как адаптивный круиз-контроль и центрирование полосы движения на шоссе, в то время как уровни 3, 4 и 5 фокусируются на полностью автономных функциях, таких как ручное рулевое управление, управление в движении и вождение «везде и в любых условиях». [28]
Технология самоуправляемых грузовиков имеет схожие характеристики с технологией самоуправляемых автомобилей , но дополнительная сложность, такая как вес, добавляемый в процессе перевозки груза, вносит некоторые различия. [29] В настоящее время на рынке имеются малотоннажные грузовики, такие как BlueCruise от Ford, которые содержат функции уровня SAE 2, [30] но такие компании, как Torc, движутся к функциям уровня 4 и 5. [31]
Частично автоматизированные системы управления грузовыми автоколоннами содержат характеристики не ниже уровня SAE 1 и обеспечивают экономические и экологические преимущества. [32]
Датчики, такие как лидар , радар , камеры , ультразвук и GPS , имеют решающее значение для технологии автономного вождения. [33] Поскольку разные датчики лучше всего выполняют разные функции, необходимые для автономного вождения, а также из-за финансовых и технологических проблем, связанных с использованием только одного датчика, успешная система автономного вождения грузовика, скорее всего, будет включать в себя множество датчиков. [34]
Многосенсорные решения, такие как решения компании Continental, объединяют множество предварительно откалиброванных датчиков, которые работают синхронно для достижения функций автономного вождения уровня SAE 4 и выше в современных грузовиках. [35]
Технология картографирования с высоким разрешением, часто в сочетании с данными датчиков в реальном времени, позволяет создавать и обновлять подробную карту, которая обеспечивает лучший доступ к информации о местоположении транспортных средств. [36]
Эффективная технология картографирования для самоуправляемых грузовиков, такая как «разреженное» картографирование, предложенное Кодиаком, создана для приоритизации информации, специфичной для топологических, геометрических и семантических атрибутов шоссе (в соответствии с проблемами, с которыми часто сталкиваются грузовики). [37]
Машинное обучение — это подмножество искусственного интеллекта , которое хорошо подходит для технологии беспилотных грузовиков, поскольку алгоритмы машинного обучения позволяют транспортному средству учиться на окружающей среде и прошлом опыте и предпринимать попытки улучшить его способность принимать более точные и обоснованные решения о том, как действовать на дороге. [38] Компании, занимающиеся беспилотными грузовиками, такие как Plus, разрабатывают прогностические аналитические системы для прогнозирования потенциальных опасностей и рисков, с которыми может столкнуться грузовик, и принятия упреждающих мер для предотвращения аварий или других проблем безопасности. [39]
Датчики, измеряющие скорость, расстояние и дистанцию в сочетании с подробной картой и точным ощущением местоположения транспортного средства на этой карте, часто предоставляют входные данные для систем искусственного интеллекта, созданных для интерпретации контекста. [40]
ИИ также отслеживает расстояние, погодные условия, плотность грузов, плотность стоянок и складов для грузовиков, а также законодательство об автономных транспортных средствах для создания маршрутов для грузовиков. [41]
Считается, что люди лучше современных систем искусственного интеллекта интерпретируют контекстную информацию, если сравнивать их с современными системами автономных транспортных средств [42] , но ожидается, что в следующем десятилетии системы искусственного интеллекта для самостоятельного вождения будут совершенствоваться экспоненциально. [43]
Программные и аппаратные компоненты управляют рулевым управлением грузовика, ускорением, торможением и другими критически важными функциями, такими как избежание препятствий и обнаружение столкновений. [44] Подобно беспилотным автомобилям, беспилотные грузовики могут использовать комбинацию GPS, инерциальных измерительных блоков (IMU) и других датчиков для определения своего положения и ориентации на дороге, чтобы он мог корректировать свои движения, поворачивать, останавливаться, получать направляющие сигналы и принимать решения о том, как действовать. [45]
Ежегодно отрасль грузоперевозок в США приносит около 740 миллиардов долларов дохода. [46] В 2021 году в США насчитывалось около 2,1 миллиона водителей грузовиков; американские водители грузовиков зарабатывают в среднем 48 310 долларов в год. [47]
По данным Allied Market Research, мировой рынок беспилотных грузовиков может принести до 1 миллиарда долларов дохода в 2020 году и, по прогнозам, достигнет размера рынка около 1,7 миллиарда долларов к 2025 году, увеличиваясь с совокупным годовым темпом роста в 10,4 процента в период с 2020 по 2025 год. [48]
Экономисты и политики обеспокоены влиянием автоматизации и искусственного интеллекта на занятость, включая то, прекратят ли некоторые виды работ вообще свое существование, и наиболее обеспокоенной работой является грузоперевозки. Однако Карен Леви считает, что путь к полностью автономным грузоперевозкам, скорее всего, будет постепенным из-за социальных, правовых и культурных факторов. [49]
Waymo, ранее известный как проект Google Self-Driving Car, пришел к выводу, что технология беспилотного вождения могла бы предотвратить более половины смертельных автомобильных столкновений за последние десять лет. [93] [94] Для справки, в 2020 году в смертельных столкновениях с участием грузовиков погибло 4842 человека. [94]
В Соединенных Штатах отдельные штаты, такие как Невада, занимались регулированием беспилотных транспортных средств (включая беспилотные грузовики) с 2010-х годов. [6] К 2017 году 33 штата приняли правила для беспилотных транспортных средств. [6] Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) выпустила новые федеральные руководящие принципы в ответ на Закон о самостоятельном вождении, касающиеся автоматизированных систем вождения (ADS) в беспилотных автомобилях и грузовиках. [6] [95] Компоненты руководящих принципов NHTSA 2019 года включают:
В 2016 году рекомендации NHTSA были пересмотрены с упором на снижение количества смертельных случаев в результате дорожно-транспортных происшествий. [6]
Штат Калифорния объявил о новом законодательстве, требующем присутствия водителя-человека внутри и на всех беспилотных транспортных средствах. [94] Помимо безопасности, мотивация этого законопроекта исходит из заботы о рабочих дальнобойщиков. Рабочие дальнобойщиков составляют 6% от общей рабочей силы США. [94]
В 2022 году Европейский союз работал над разработкой законодательства, легализующего эксплуатацию полностью беспилотных грузовиков и автобусов (уровень SAE 4). [7] Часть этого законодательства включает отмену требования о наличии водителя-человека внутри транспортного средства. [7]
Германия — первая страна в мире, которая создаст правовые параметры для полностью автоматизированных автомобилей и грузовиков в 2021 и 2022 годах. [7]
Проблема беспилотных автомобилей заключается в определении ответственности при столкновениях, поскольку водитель отсутствует. [9] Кроме того, проблема с беспилотными грузовиками заключается в правилах и законах, касающихся транспортных средств, например, тех, которые вызваны столкновением. В США водитель, попавший в аварию с полуприцепом, может подать в суд на водителя и компанию, которой принадлежит водитель, но не на производителя грузовика. [10] Это создает проблему в отношении беспилотных грузовиков, поскольку основные заинтересованные стороны, производители, не будут нести юридической ответственности за любые столкновения. [10] Кроме того, рост числа беспилотных автомобилей может создать необходимость в выделенных полосах и парковочных зонах, поскольку многие дороги и города не предназначены для беспилотных автомобилей. [9]
Это расширяет главную проблему безопасности общества с автономными транспортными средствами. Главной проблемой для автономных транспортных средств является отказ от необходимости в безопасном водителе внутри транспортного средства. [8] Многие автопроизводители настаивают на отказе от безопасных водителей, чтобы в полной мере реализовать влияние автономных транспортных средств. [8] [10] Пока производители не смогут обойтись без безопасных водителей в транспортном средстве, будет существовать проблема в предпосылке автономных транспортных средств. [10]
Наконец, в настоящее время автономные транспортные средства не предназначены для обработки внезапных изменений в дорожном движении, таких как закрытие автомагистрали или столкновение в реальном времени. [8] Хотя в настоящее время автономные транспортные средства могут менять полосы движения и входить в сливающийся транспортный поток, они не предназначены для интерпретации внезапных дорожных ситуаций. [8]
.jpg/1280px-Autonomous_truck_cab_on_display_(44825419221).jpg)
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )