Tesla давно славиться своїм автопілотом, але до недавнього часу він був призначений лише для автомагістралей. 20 жовтня компанія почала розсилати деяким акуратним водіям бета-версію універсального автопілота, який може їздити і по міських вулицях, а до кінця року збирається випустити стабільну версію, доступну всім водіям Tesla. По суті, це перший раз, коли у звичайної людини, а не розробника з технологічної компанії, з'явилася можливість їздити на машині, яка сама довезе його з точки A в точку B. Але все ж, за прийнятою термінологією безпілотником його називати ніяк не можна. Розповідаємо і показуємо, чому це так, що може Tesla з новою версією автопілота і як йдуть справи в цій області у інших компаній.
Що змінилося для водія?
Головна відмінність - можливість їздити містом, а не тільки трасами. В останні місяці Tesla вже готувала свої автомобілі до цього: навесні вони навчилися розпізнавати і коректно реагувати за стоп-знаки і червоний сигнал світлофора, а влітку навчилися проїжджати на зелений сигнал (правда, спочатку для цього було потрібно підтвердження від водія або інша машина попереду). Але це працювало тільки в тому випадку, якщо Tesla потрібно було їхати прямо, а повороти були все ще недоступні. Тепер же автомобілі вміють проїжджати перехрестя автоматично, причому навіть якщо на них немає світлофора, повертати направо і наліво, пропускати пішоходів, об'їжджати припарковані машини, загалом, мабуть, виконувати всі основні міські маневри і просто перевозити водія і пасажирів з одного місця в інше по будь-якій дорозі (в розумних межах, звичайно).
Тепер про обмеження. По-перше, руки все ще треба тримати на кермі. Так, якийсь час система не буде реагувати на те, що водій прибрав руки, але потім все ж почне попереджати його, а потім і зовсім припаркується на узбіччі. По-друге, поки бета-версія прийшла тільки самим акуратним водіям, якимось чином відібраним самою компанією. По-третє, новий автопілот працює в місті не на максимальній швидкості (на трасі він працює за будь-якої дозволеної швидкості), поводиться акуратно, а перед деякими перехрестями або колами навіть трохи «тупить», переконуючись у безпеці маневру. На деяких відео, які бета-тестери, природно, відразу ж стали викладати в інтернет, видно, що іноді автопілот помиляється і водієві доводиться відбирати у нього управління. Наприклад, на одному відео можна побачити, як машина двічі, на двох перехрестях поспіль при повороті ліворуч повертала занадто сильно і потенційно могла потрапити в аварію, якби не водій, який встиг повернути в інший бік (перший поворот відбувається на 3:18):
На цьому відео можна помітити, що в при переході з приміського в міський режим автомобіль починає показувати іншу версію 3D-карти з «сирими» даними про розмітку, машини, пішоходи та інше.
До речі, відповідь на популярне питання: так, автопілот може їздити і без розмітки, орієнтуючись на контури дороги і тримаючись правого боку:
Ще один приклад надмірної повільності автопілота на перехрестях:
Як працює новий автопілот?
Про те, що у нової версії автопілота «під капотом», ще в лютому розповів директор Tesla зі штучного інтелекту Андрій Карпаті (Andrej Karpathy). Найголовніше нововведення - це підхід до суміщення відеопотоків з камер, розташованих з усіх боків автомобіля. У поточній версії автопілота алгоритми працюють із зображеннями з камер як з почесними кадрами і з'єднують їх класичними методами. У новій версії, яку компанія почала розсилати 20 жовтня, використовується інший підхід.
Алгоритми так само збирають одночасно з усіх камер відеопотік, але він відправляється в масив нейромереж, які «склеюють» кадри з різних камер і видають почесну карту об'єктів і дороги, як би зняту з повітря. Причому якщо для найближчого оточення карта складається точно по тому, що безпосередньо видно на камері, то для прихованих або віддалених частин дороги нейромережі досить точно прогнозують схему. Приблизно так само мислить і людина: коли ми їдемо по парковці біля торгового центру, ми можемо не бачити наступний проїзд за великою вантажівкою, але ми розуміємо, що вона там знаходиться і, відповідно, можемо пригальмувати, тому що звідти може виїхати інший автомобіль.
Ще одна важлива частина алгоритмів комп'ютерного зору, що дозволяє Tesla не використовувати лідари - це псевдолідар: метод, що дозволяє імітувати дані з лідара, використовуючи тільки почесні кадри. Суть методу полягає в тому, що алгоритм спочатку бере кадр з камери, потім він розраховує для нього карту глибини (вона показує, наскільки кожен піксель віддалений від камери), а потім проектує цю четверту карту на тривимірний простір з урахуванням відстані до кожного пікселю. В результаті виходить хмара точок - таке ж уявлення даних, як і у лідарів. А значить, що для виявлення об'єктів навколо машини можна використовувати ті ж алгоритми і принципи обробки даних, які протягом багатьох років допрацьовували дослідники і розробники з усього світу.
У 2018 році багато шуму наробила робота дослідників з Корнелського університету, тому що завдяки псевдолідару їм вдалося досягти прориву в популярному тесті на ефективність виявлення 3D-об'єктів KITTI: їх алгоритм робить це з точністю 74 відсотки, а найближчий алгоритм-конкурент, що використовує камеру, на той момент показував результат в 22 відсотки. Для порівняння, зараз найвища точність у цьому рейтингу становить 82 відсотки, а алгоритм, що досяг цього результату, використовує лідар.
Планування і логіка руху машини у Tesla, як і інших розробників безпілотників, поки заснована на формальних алгоритмах, а не на нейромережах. Але Карпаті вважає, що поступово як Tesla, так і конкуренти будуть замінювати ці алгоритми на нейромережі. Сама Tesla розраховує використовувати для цього свій величезний парк автомобілів. По суті, кожен водій, який їздить в ручному режимі, служить для них фахівцем з розмітки датасетів: машина збирає дані з датчиків, а людина показує їй правильну траєкторію руху.
Так виходить, що Tesla випустила перший серійний безпілотник?
І так, і ні.
Якщо говорити про технічну сторону, то після виправлення явно помилкової поведінки, яку можна бачити на роликах перших користувачів, Tesla можна буде назвати першим серійним безпілотником, тому що машина може самостійно проїхати з точки A в точку B, керуючи кермом, акселератором і гальмом. Поки таке вміють тільки безпілотники малосерійного виробництва, недоступні приватним особам (наприклад, Waymo, Cruise або Яндекса), але це не автомобілі, які можна купити прямо зараз, і в найближчі місяці, очевидно, вони ними не стануть.
Але є й інший аспект - юридичний. Як вже було сказано, водієві все ще потрібно тримати руки на кермі і бути уважним. Причому, судячи з роликів власників, це не просто юридичний трюк, а реальна необхідність. Більше того, сама Tesla в описі нової версії говорить про це так:
За загальноприйнятою класифікацією рівнів автономності автомобілів автопілот Tesla навіть у бета-версії залишається на другому рівні через необхідність завжди стежити за дорогою. Потрапити на наступні рівні йому вдасться тільки тоді, коли зникне це обмеження і водій зможе дивитися історії в інстаграмі, поки автомобіль працює за нього.
Що у конкурентів?
Знову-таки, дивлячись кого можна вважати конкурентом. Серед серійних машин найближче до поточної версії автопілота Tesla за загальною якістю їзди знаходиться Cadillac Super Cruise, причому він навіть перевершує її в тому, що дозволяє не тримати руки на кермі (але дивитися на дорогу все одно потрібно - за цим стежить камера в салоні). Така ж функція є у Nissan ProPilot 2.0 і BMW Driving Assistant Pro, доступних на деяких моделях цих марок в деяких країнах. Також схожу функціональність має стороння розробка openpilot від хакера geohot і його колег, правда, вона має сумнівний юридичний статус.
Якщо вважати конкурентами Waymo та інших розробників безпілотників з лідарами, то багато з них вже давно їздять в міських умовах краще Tesla, але їх вартість все ще не порівнянна зі звичайними машинами такого ж класу.
Найбільш схожий на Tesla проект - це безпілотний автомобіль від ізраїльської Mobileye. Нещодавно вона показала 40-хвилинну поїздку по завантажених і вузьких вулицях Єрусалима на безпілотнику, оснащеному тільки камерами. Під час поїздки автомобіль іноді поводився більш акуратно, ніж оточуючі, але оператору жодного разу не довелося перехоплювати керування, крім моменту, коли йому довелося з'їхати на край дороги, щоб поміняти акумулятор у знімаючому заїзд дроні.
Але навіть Mobileye з такою розробкою і всім її досвідом з розробки серійних пристроїв для розпізнавання дорожніх об'єктів не збирається відмовлятися від лідарів. Автомобіль, оснащений виключно камерами, вона розглядає лише як проміжний пункт і одну з двох підсистем майбутнього повноцінного безпілотника (другою буде система, що працює тільки на лідарах і радарах).
Втім, історія знає чимало прикладів, коли врешті-решт праві виявлялися ті, хто йшли наперекір загальній думці, так що цілком можливо, що підхід Tesla в підсумку спрацює.