Отсутствие эталонных тестов ADAS – проблема автомобильной промышленности

Отсутствие эталонных тестов ADAS – проблема автомобильной промышленности

Выпуск 17 (6716) от 03 сентября 2020 г.
РУБРИКА: АВТОМОБИЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Насколько безопасны автономные транспортные средства? Это вопрос, возникающий при каждом обсуждении перспектив полностью автономных машин, и из-за нерешенности проблемы многие автопроизводители отложили реализацию своих планов в данной области. В настоящее время, с появлением усовершенствованных перспективных систем помощи водителю (ADAS), ставших предпочтительной технологией обеспечения автономности, вопросы надежности и безопасности вновь оказались в центре внимания. Представители Американской автомобильной ассоциации (AAA) утверждают, что отрасль не обеспечивает безопасной работы ADAS и поэтому поставщики должны отказаться от планов их широкого развертывания.


Перспективы рынка ADAS до 2026 г.

По данным корпорации Global Market Insights (Селбивилл, шт. Делавэр, США), объем рынка перспективных систем помощи водителю в 2019 г. оценивался в 35 млрд долл. В 2026 г. этот показатель превысит 60 млрд долл., а отгрузки достигнут 35 млн шт. Среднегодовые темпы прироста в сложных процентах (CAGR) составят 10% (рис. 1).



Источник: Global Market Insights

Рисунок 1. Рынок перспективных систем помощи водителю


Один из основных факторов, стимулирующих рыночный спрос на ADAS, – ​растущее беспокойство населения по поводу безопасности дорожного движения. Это привело к тому, что некоторые правительства ввели законодательные нормы, стимулирующие интеграцию систем безопасности в транспортные средства. Так, ЕС объявил об обязательности установки ADAS во всех новых автомобилях с середины 2022 г. Цель – ​уменьшение числа ДТП. Новый транспортный регламент ЕС обязывает также интегрировать во все виды транспортных средств современные системы предупреждения об отвлечении внимания водителя, мониторинга давления в шинах и интеллектуальной помощи в контроле скорости [1].


Исследование Американской автомобильной ассоциации

В начале августа 2020 г. AAA опубликовала отчет по результатам тестирования множества автомобилей, оснащенных ADAS. Тестирование осуществлялось как в реальных условиях, так и в условиях маршрутов, закрытых для посторонних. В отчете указывается на неравномерность эксплуатационных характеристик ADAS – ​отмечается, что системы различных поставщиков демонстрируют непостоянство производительности и не обеспечивают 100%-ной надежности. Упоминается также возможность возникновения опасной ситуации, при которой ADAS отключается без особого уведомления, почти мгновенно передавая управление водителю.

AAA рекомендует производителям увеличить объем тестирования ADAS и ограничить их развертывание до тех пор, пока их функциональность не будет улучшена до уровня, обеспечивающего более согласованный и безопасный образ вождения. Эксперты выделили две основные ошибки: плохая работа системы помощи при удержании полосы движения и неадекватные предупреждения, выдаваемые водителям. По данным AAA, на дорогах общего пользования почти 73% ошибок связаны с выездом с полосы движения или неустойчивым положением на полосе, когда автомобили с ADAS подходят слишком близко к другим транспортным средствам или ограждениям (рис. 2)



Источник: Американская автомобильная ассоциация

Рисунок 2. Распределение событий по типам для всех протестированных автомобилей


Специалисты AAA отметили, что конкретный характер ситуаций, связанных с потерей полосы движения, мог различаться, однако все их можно объединить в следующие группы:

внезапное отключение системы (иногда в критических ситуациях);

невозможность активации системы;

ошибочное отключение по причине «невнимательности» системы;

хаотическое перестроение по полосам;

опасное приближение к другим транспортным средствам или ограждениям;

полный выезд с полосы движения на поворотах, пешеходных переходах, съездах с основной трассы или выездах на нее.

Тестирование, осуществленное AAA на закрытых маршрутах, показало, что в основном системы работают так, как ожидалось. Однако, когда автомобили, оснащенные ADAS, приближались к «тестовому автомобилю» (манекену), они сталкивались с ним в 66% случаев, а средняя скорость удара составляла 25 миль в час (рис. 3).



Источник: Американская автомобильная ассоциация

Рисунок 3. «Тестовый автомобиль» и автомобиль, оснащенный ADAS


Эксперты также сочли опасными внезапные отключения ADAS. Как правило, автомобили с такой функцией могут переложить задачу вождения обратно на водителя-человека в любой момент – ​обычно, когда водители уделяют вождению мало внимания или становятся слишком зависимыми от системы.

По мнению специалистов AAA, неоднократно выявлявших нестабильную работу активных ADAS, особенно в реальных сценариях, производители должны работать над повышением надежности своих технологий, включая улучшение помощи при удержании полосы движения и предоставление более адекватных предупреждений. Однако после выхода отчета большинство поставщиков ADAS, вместо того чтобы обсуждать конкретные вопросы надежности, заявили, что их системы предназначены «для помощи водителю, а не для его замены». По их мнению, если автомобили, оснащенные ADAS, попадают в опасные ситуации на дороге и не могут с ними справиться, вина ложится на водителя, который не контролирует транспортное средство.

Все автономные транспортные средства делятся на две группы – ​контролируемые и неконтролируемые. Все, что ниже третьего уровня автоматизации, считается контролируемой автоматикой. Это означает, что водитель несет полную ответственность за безопасную эксплуатацию данного транспортного средства – ​т. е. должен внимательно следить за происходящим и при необходимости вмешиваться. Если в силу нестабильной работы функций ADAS произойдет, например, столкновение с припаркованным на обочине автомобилем, вина ляжет на водителя машины с ADAS, не компенсировавшего неоптимальную работу системы. Справедливо это или нет, но поставщик не столь «продвинутой» ADAS, не отличившей припаркованную машину от мешка с мусором, окажется ни при чем.


Краткий сравнительный анализ

И все-таки не исключено, что вариативность характеристик ADAS в конечном итоге может серьезно озаботить автопроизводителей. Несмотря на то что сегодня прилагаются большие усилия по стандартизации номенклатуры ADAS (что хорошо), функции, не соответствующие определенным уровням производительности, могут сбить с толку потребителей, которые не знают, чего от этих функций ожидать – ​независимо от их названия.

Хорошим подспорьем стала бы система сравнительного анализа, которую каждая автомобильная компания могла бы использовать в качестве эталонного теста при разработке функций своих ADAS, – ​однако на сегодняшний день ничего подобного не существует. Ни одно из уполномоченных агентств, занимающихся подобными вопросами, еще не создало эталонных тестов автоматизированного вождения. Несмотря на то что у них имеется неплохой протокол для тестирования функций ADAS, параметры самих АТС все еще выходят за рамки их исследований.

Например, существует Европейский комитет по проведению независимых краш-тестов автомашин с оценкой активной и пассивной безопасности, действующий в рамках Европейской программы оценки новых автомобилей (European New Car Assessment Programme, NCAP). Существует также Национальное управление безопасности дорожного движения США (National Highway Traffic Safety Administration, NHTSA), которое, как известно, избегает устанавливать какие-либо правила или проводить реальные дискуссии, способные заставить их обратить слишком пристальное внимание на автомобильную промышленность. Это управление присваивает 98% всех новых автомобилей четыре или пять звезд независимо от реальной ситуации. В этом и заключается настоящая суть проблемы – ​протоколы тестирования недостаточно строгие. Автопроизводителям достаточно обеспечить минимальное соответствие требованиям, чтобы получить высший рейтинг. В то время как Национальный совет США по безопасности на транспорте (NTSB) в течение последних трех лет выносил рекомендации, призывающие производителей АТС не почивать на лаврах, NHTSA по-прежнему не делает ничего значимого для решения этих проблем.

Таким образом, сегодня Европа существенно опережает США в разработке подходящих протоколов тестирования ADAS, являясь мировым лидером в данной области. Euro NCAP и Thatcham Research – ​организации, стоящие на переднем крае этой работы. NCAP, например, приняла Протокол тестирования автономного экстренного торможения перед уязвимыми участниками дорожного движения (AEB VRU v3.0.3), действие которого началось с июня 2020 г. Это наиболее жесткий из протоколов на сегодняшний день.


Причина проблем

Специалисты AAA, применив определенный набор критериев, отобрали для тестирования следующие автомобили:

BMW X7 2019 г. с функцией Active Driving Assistant Professional;

Cadillac CT6 2019 г. с функцией Super Cruise;

Ford Edge 2019 г. с комплексом Ford Co-Pilot360;

Kia Telluride 2020 г. с системой помощи при вождении на шоссе;

Subaru Outback 2020 г. с функцией EyeSight.

По результатам тестирования представители VSI Labs заявили: «Системы второго уровня, оцененные в исследовании AAA, работают плохо. Постоянно наблюдаются срывы при удержании полосы движения». Специалисты компании много лет тестировали приборы для помощи в удержании полосы движения, и испытания, проведенные ААА, напомнили им о первом подобном приложении, которое они разрабатывали. В нем использовалась библиотека алгоритмов компьютерного зрения, обработки изображений и численных алгоритмов общего назначения с открытым кодом – ​OpenCV. В настоящее время контроль полосы движения осуществляется с помощью искусственного интеллекта, в результате чего производительность намного выше.

Итак, как объяснить один из результатов проведенных AAA испытаний – ​то, что автомобили с ADAS, приближаясь к тестируемому автомобилю, сталкивались с ним два раза из трех? Эксперты VSI Labs отмечают, что данная конкретная ситуация представляет сложность для систем удержания полосы движения. Для них полоса может быть либо заблокирована, либо нет. В описываемом случае частичная блокировка полосы движения сбивает с толку даже самые современные приложения, такие как системы Tesla. Дело в том, что боковые датчики автомобилей не обладают достаточной точностью при измерении размеров (габаритов объекта) – ​иначе машины бы слишком часто тормозили. Вторая причина – ​стационарный характер объекта: тестовый автомобиль был припаркован на обочине и не двигался. Системы автоматического экстренного торможения (autonomous emergency braking, AEB) часто фильтруют данные радаров по той же причине. Системам на основе ИИ не хватает примеров обучения по этим типам крайних (патологических) случаев.


Человеческий фактор

В случае аварии при использовании ADAS закон на стороне автопроизводителей – ​они могут обвинить водителей-людей в том, что те не полностью участвовали в вождении. Но разве сами автопроизводители не должны учитывать человеческий фактор? Среднестатистическому водителю далеко не всегда ясно, что собирается делать автомобиль с ADAS. И, что еще важнее, невозможно предугадать, в какой момент автомобиль ADAS решит, что человек должен взять управление на себя.

В тексте отчета AAA термины «системы наблюдения за водителем» (driver monitoring system, DMS), «мониторинг водителя» или «человеческий фактор» даже не упоминаются. Но ведь именно вокруг них и ведутся основные дискуссии о безопасности, а не только вокруг ADAS. Действительно, ряд экспертов считает, что проблемы передачи контроля от ADAS водителю-человеку не следует даже обсуждать без учета работы DMS. Складывается практическая дилемма, которая высвечивает проблему с существующими системами помощи водителю:

ADAS слишком активна, когда водитель бдителен и полностью занят своей задачей;

ADAS слишком пассивна в мгновенной аварийной ситуации, особенно когда водитель потерял концентрацию, устал или плохо себя чувствует.

Решением может стать изменение в реальном масштабе времени степени чувствительности реакции ADAS, основанное на постоянном мониторинге концентрации его внимания и уровня вовлеченности в процесс управления. К концу десятилетия почти каждый новый легковой автомобиль будет оснащен DMS в качестве основной системы безопасности, помогающей водителю сохранять вовлеченность в процесс вождения и предупреждающей об отвлекающих факторах. В этом случае ADAS останется вторичной системой безопасности, исправляющей незначительные ошибки управления и обеспечивающей вмешательство только в случае крайней необходимости.

По мнению экспертов, отвлекающие факторы и помехи, выявленные в ходе исследования AAA, должны почти полностью исчезнуть по мере усложнения и все более широкого распространения DMS – ​в то время как у покупателя автомобиля, оснащенного системой ADAS, есть все основания для опасений, даже если он сам находится за рулем [2].


1. Advanced Driver Assistance System (ADAS) Market Size by Technologies, Sensor, Distribution Channels Industry Analysis Report, Regional Outlook, Application Potential, Competitive Market Share & Forecast, 2020–2026. Global Market Insights, Inc., June 2020: https://www.gminsights.com/industry-analysis/adas-market 

2. Yoshida Junko. Lack of ADAS Benchmarks Is Haunting Car Industry. EE Times magazine, August 11, 2020: https://www.eetimes.com/lack-of-adas-benchmarks-is-haunting-car-industry/


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.
Выпуск 23(6747) от 25 ноября 2021 г. г.
Выпуск 18(6742) от 16 сентября 2021 г. г.
Выпуск 17(6741) от 02 сентября 2021 г. г.