МАДИ использует Ansys VRXPERIENCE для тестирования беспилотных автомобилей на виртуальном полигоне
Кафедра организации и безопасности движения МАДИ одной из первых в России занялась интеллектуальными транспортными системами (ИТС). В рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги» специалисты МАДИ разработали концепт «Цифровая модель дорожного движения» (ЦМДД), который вместе с кооперативными и классическими ИТС позволит обеспечить безопасность движения и повысить его эффективность, в том числе для высокоавтоматизированного транспорта (ВАТС). Для разработки прототипа цифровой модели дорожного движения на полигонно-тестовом участке МАДИ «Умная дорога» использованы возможности Ansys VRXPERIENCE Driving Simulator.
Цифровая модель дорожного движения применит собранные в МАДИ данные, которые повысят эффективность функций навигации по лидарам ВАТС и позволят дообучать алгоритмы нейронной сети, в том числе для распознавания разметки, знаков и т. д. ЦМДД может выстроить безопасный маршрут с учетом текущих условий движения, включая ДТП, состояние дорожного полотна и эффективность всей транспортной системы. Создание беспилотной транспортной системы вместе с развитием дорожной инфраструктуры позволит решить ряд проблем — от вопросов безопасности и снижения количества ДТП, аспектов кибербезопасности до улучшения ситуации с экологией и повышения пропускной способности, делая полосу движения эффективней примерно в 2–5 раза (в 10 раз на некоторых участках дорог).
Специалисты МАДИ используют Ansys VRXPERIENCE Driving Simulator в цифровой модели полигона для разработки сценариев движения ВАТС в штатных и нештатных ситуациях, а также в фоновом режиме для информационной поддержки водителя при ручном управлении ВАТС. Модель включает те же параметры, что и реальная дорога, в том числе информационные табло и технические средства организации дорожного движения (знаки, разметка). Были созданы виртуальный светофор и служба, сообщающая автомобилю рекомендуемую скорость. Это позволяет увеличить пропускную способность регулируемого перекрестка, избежав задержек на старте, сэкономить время, а также снизить риск возникновения ДТП и заторов.
В этой же модели полигона специалисты МАДИ проводят исследование. Было выбрано семь сценариев, в которых с помощью средств технического зрения ВАТС невозможно получить необходимую информацию о критически важных объектах, что может привести к аварии. Один (в ряде сценариев — два) беспилотный автомобиль из-за визуальных препятствий не видит часть дорожной сцены и должен реконструировать ее, чтобы избежать аварийной ситуации с другими участниками дорожного движения. Для этого ЦМДД должна собрать информацию с других источников детектирования динамических препятствий и передать ее ВАТС. Эксперимент позволяет выяснить, какая точность нужна ЦМДД, чтобы беспилотный автомобиль мог использовать эту информацию для определения траекторий препятствий и планирования своего маршрута во избежание ДТП.
Специалисты МАДИ использовали Ansys VRXPERIENCE для постановки базового сценария — создания аварийной ситуации. Это достаточно сложная задача, поскольку ДТП — это стечение многих обстоятельств, которые нужно учесть и создать условия, при которых оба транспортных средства не могли видеть друг друга до наступления аварийной ситуации. Создание этих условий снизило количество физических экспериментов и позволило сэкономить около 20% времени специалистов. Ansys VRXPERIENCE также использовался для начальных проверок гипотез. Для эксперимента было рассмотрено по три гипотезы для каждого сценария и выбран лучший вариант.
Виртуальный полигон, разработанный МАДИ в Ansys VRXPERIENCE, используется и для тестирования основных функций беспилотного автомобиля перед запуском на маршрут. Сегодня МАДИ работает над двумя такими проектами. Первый из них выполнен на базе паркона — автомобиля, находящегося в контуре системы управления парковочным пространством города Москвы. Он в автоматическом режиме осуществляет фиксацию номеров автомобилей, припаркованных на заранее определенном маршруте его следования, и определяет нарушения, связанные с правилами парковки. Проект выполнялся вместе с Мостранспроектом и РОСДОРНИИ.
Второй пилотный проект связан c пандемией и выполнялся вместе с Мостранспроектом и Агентством инноваций города Москвы на территории Первой Градской больницы имени Н. И. Пирогова. Беспилотный автомобиль перевозит медицинские пробы, в том числе анализы на COVID-19, от места их сбора до лабораторий. Территория больницы является достаточно обширной, между корпусами и лабораториями большое расстояние — 500–800 м. Появление беспилотного автомобиля позволило сэкономить время, повысить эффективность медперсонала и уровень дисциплинированности внутренних процессов за счет строго расписания движения беспилотного автомобиля.