Для разработки автомобиля, способного управлять собой, требуется гораздо больше, чем просто сложный искусственный интеллект, современные графические чипы и дорогие датчики. По меньшей мере, все это нужно, если вы хотите, чтобы автомобиль мог самостоятельно передвигаться безопасно и надежно в любых условиях. Так же, как человеку необходимо видеть через окно, чтобы ориентироваться в окружающей обстановке, камерам, радарам и лидарам нужен незапятнанный обзор мира.



Система очистки лидара Ford.

Прошло уже несколько лет с тех пор, как Waymo впервые опубликовала короткий видеоролик, демонстрирующий систему омывателя для сенсорного датчика на крыше, теперь и другие крупные производители автомобилей разрабатывают свои собственные решения.



Автоматизированный тестовый автомобиль Ford третьего поколения с системой очистки от насекомых Ford.

Когда GM и Cruise впервые продемонстрировали свои автомобили с автоматизированным управлением в конце 2017 года, они оснастили датчики омывателями. Теперь система датчиков Ford третьего поколения также включает некоторые уникальные решения.



Грязь от насекомых в Мичигане в середине лета.

Вождение в реальном мире подвергает автомобиль воздействию всевозможного мусора — от зимних солевых брызг до птичьего помета и размазанных насекомых. Приехав домой после недавней поездки, я обнаружил, что передний датчик радара на Mazda CX-5 покрыт слоем насекомых. Хотя грязь от насекомых не влияла на работу радара, она могла повлиять на работу камер и лидара.

Чтобы решить эту проблему, Венки Кришнан, руководитель отдела автономных автомобильных систем компании Ford, и его команда проконсультировались с зоологом Марком Хостетлером, чтобы узнать больше о насекомых. Они создали «стрелятель насекомыми» чтобы пулять мертвых жучков по сенсорам и записывать этот процесс с помощью высокоскоростных камер. Если вы когда-нибудь ездили в районах, где много насекомых, вы знаете, что обычная система омывания лобового стекла и стеклоочиститель просто не справляются с задачей удаления насекомого, которое ударяется о стекло на скорости 70 миль в час.



Экспериментальная система насекомомёта.

В 1980-х годах, когда я ездил на компактном пикапе в колледж и обратно, у меня был дефлектор от насекомых на передней части капота, который на удивление хорошо справлялся со своей задачей по уменьшению ударов по стеклу. По сути, это была воздушная заслонка, которая отклоняла поток воздуха вверх и над кабиной, унося с собой многих насекомых.



Прототип стенда с сенсорами для расстрела насекомыми.

В последние годы большинство автомобилей, включая автомобили Ford, используют аналогичный принцип управления воздушным потоком для снижения аэродинамического сопротивления. Вертикальные прорези в передней панели направляют воздух через фронтальные поворотники и выходят через прорезь прямо перед передними колесами. Воздух, выходящий из этих длинных, тонких вертикальных прорезей, по сути, создает воздушную завесу, которая действует как кожух над колесом, ограничивая турбулентный поток воздуха от вращающихся колес.



Перезарядка насекомомёта.

Кришнан и его команда включили нечто подобное в конструкцию, удерживающую сенсоры на крыше автоматизированных транспортных средств (АТС), тестируемых компаниями Ford и Argo AI. Воздух направляется из передней части так называемой «диадемы» и проходит перед каждой камерой. Эта завеса из высокоскоростного воздуха предотвращает попадание большинства насекомых на датчик. Тем не менее, эти воздушные завесы не являются полностью непроницаемыми.



Автоматическая система мойки датчиков транспортных средств Ford.

Когда мусор попадает на датчик, программное обеспечение аудиовизуальной системы может определить, затемнен ли он. Более совершенные форсунки омывателя с более высоким давлением и меньшим расходом жидкости могут распылять воду на загрязненные датчики, чтобы очистить их, а затем быстрая струя воздуха выдувает их насухо. Эта система используется как для камер, так и для лидара.

Другие компании также работают над различными решениями для обеспечения видимости датчиков на автоматизированных транспортных средствах. Компания Hitachi разработала аэрозольный распылитель высокого давления, который может очищать датчики, используя лишь десятую часть жидкости, используемой нынешними системами. Стартап Seeva Technologies разработал систему подогрева жидкости, которая, по их утверждению, делает жидкость омывателя более действенной для удаления мусора с датчиков.

Примечательно, что компания, которая упорно утверждает, что сделает свои автомобили способными к автоматизированному вождению пятого уровня с помощью всего лишь обновления программного обеспечения, не использует ни одно из этих решений. Только камеры переднего обзора за лобовым стеклом автомобилей Tesla имеют средства для очистки, и они полагаются на старые добрые стеклоочистители и омыватели, которые гораздо менее эффективны.

Очистка датчиков может показаться обыденной инженерной задачей, но она крайне важна, если огромные инвестиции, вложенные в технологию автономного вождения, когда-либо действительно окупятся. Если автомобиль выйдет из строя из-за того, что его забрызгают дорожной солью или, он промчится через скопление мух, он не принесет никому особой пользы.

---

• Первая в России серийная система управления двухтопливным двигателем с функциональным разделением контроллеров
• В современном автомобиле строк кода больше чем…
• Бесплатные онлайн-курсы по Automotive, Aerospace, робототехнике и инженерии (50+)
• McKinsey: переосмысляем софт и архитектуру электроники в automotive