Компьютер в авто: от IVI до AI

IVI: Механик, штурман и центр развлечений

Цифровая подсистема автомобиля изначально проектировалась как комплекс средств самодиагностики машины в реальном времени; в том или ином виде она существует уже достаточно давно. Первые цифровые интерфейсы авто предназначались более мастерам фирменных сервисов (что не исключало, конечно, вмешательство в них оч.умелых ручек любопытствующих), однако движение шло в сторону открытых стандартов, и в настоящее время (а точнее, с 1996 года в Америке и с 2001 года в Европе) все легковые автомобили должны, согласно законодательству, соответствовать стандарту OBD II (On-board diagnostics), позволяющему использовать для диагностики основных параметров двигателя сторонние, совместимые по интерфейсу (но не по кодам ошибок) решения. Более тонкие настройки, такие, например, как режимы работы трансмиссии и коробки передач, а также любое изменение параметров автомобиля остается прерогативой сервисов.

Тот самый ELM327, да еще и с Bluetooth

Наиболее популярным средством подключения к шине OBD II являются адаптеры на базе микросхемы ELM327, имеющие интерфейс RS-232 (эмулируется через USB). Таким образом диагностические данные можно подать на вход специализированному софту, которого существует великое множество под большое количество платформ. К сожалению, по-прежнему попадаются даже новые авто, не желающие корректно работать через OBD. Ну и, как обычно, российские автомобили стали OBD-совместимыми намного позже своих импортных коллег. Хорошо, что хоть, наконец, стали.
Сам непосредственно бортовой компьютер, получающий диагностическую информацию, может быть двух видов: или «коробочное» решение, адаптированное к данной модели авто (обычно вставляется в отсек магнитолы) или стандартный, хоть и очень маленький ПК, устанавливаемый в любое подходящее для того место.

CarPC формата 2DIN с китайской Windows XP на борту

Обычно такие ПК собираются на базе материнских плат mini- или nano-ITX и процессоров с пониженным энергопотреблением, работают под управлением ОС Windows или MeeGo. В экосистеме решений Intel встроенные в авто компьютеры называются IVI – In-Vehicle Infotainment (оснащаются процессорами Intel Atom). Слово Infotainment = Information + Entertainment указывает, что ПК в машине может не просто собирать диагностическую информацию, но и служить развлекательным центром, а также выполнять ряд специфических мобильных функций:

• Обеспечивать платформу для навигационных сервисов;
• Раздавать мобильный интернет в автомобиле по Wi-Fi;
• Служить беспроводным сетевым хранилищем;
• Осуществлять распознавание голосовых команд;
• Управлять такими системами авто, как парктроники, камеры различных видов и т.д.

Системы Intel IVI уже сейчас используют крупнейшие автопроизводители мира, такие как Toyota, Nissan, Hyundai и многие другие.

Дизайн-схема системы IVI

Итак, как мы видим, уже сейчас компьютер в авто способен существенно облегчить работу водителя и повысить безопасность движения. Что же будет завтра?

ADAS: активные средства безопасности

Мониторинг, навигация, развлечения – всё это хорошо и никуда не денется, но относится сейчас уже более к дню прошлому. Современные разработки в автостроении обеспечивают активное вмешательство электроники в процесс вождения в такой мере, насколько позволяют ее возможности. Вся совокупность этих средств называется Advanced driver assistance systems – то есть речь уже идет о не просто информировании, но о реальной помощи действием. Давайте познакомимся с самыми интересными системами ADAS.

• Автономный круиз-контроль замедляет или разгоняет автомобиль в зависимости от поведения впереди едущего авто. Расстояние измеряется радаром или лазером.
• Адаптивная система освещения изменяет геометрию светового пучка фар автомобиля в зависимости от погоды и дорожной обстановки.
• Интеллектуальная система парковки способна втиснуть автомобиль в отведенное ему парковочное место с минимальной помощью водителя.
• Система распознавания дорожных знаков реагирует на ряд особенно важных дорожных знаков – «ограничение скорости», «стоп» и т.д.
• Система определения сонливости не дает водителю заснуть за рулем – статистика утверждает, что не менее 20% аварий случаются по причине усталости

Монитор автономного круиз-контроля

Список систем можно продолжать еще очень долго – все желающие могут ознакомиться с ним лично. Очевидно, однако, что чем более интеллектуальной является система безопасности, тем больший объем информации ей нужно перерабатывать и тем более серьезные требования предъявляются к ее аппаратной части. Сейчас каждый автомобиль оборудован своим набором систем, реализованных, как правило, независимо друг от друга, что идеологически неверно, поскольку приводит к дублированию сенсоров и средств обработки. От концепции «навесных» систем необходимо перейти к единому вычислительному центру автомобиля, подобия CarPC, только с расширенным набором функций (защитив его, где надо, необходимой избыточностью). Скорее всего, начинка такого центра должна быть посерьезней, однако не приходится сомневаться, что Intel сможет предоставить для этой цели процессор необходимой производительности.

AI: второй пилот в вашем авто

Сможет ли когда-нибудь искусственный интеллект (AI) полностью заменить человека за рулем автомобиля? Пока определенно сказать трудно. В авиации автопилот применяется уже более 50 лет, но до сих пор не пришло в голову убрать из кабины экипаж летчиков. Автоматика может управлять самолетом на большой высоте и даже посадить его (при наличии соответствующего оборудования в аэропорту), но при пилотировании в сложных, нестандартных ситуациях теряется – нужна помощь человека. Надо ли говорить, что при движении автомобиля таких ситуаций ничуть не меньше.
Тем не менее, приближаться к идеалу необходимо, ведь каждый шаг на этом пути может быть в той или иной мере воплощен в реальных моделях машин. Один из самых громких экспериментов в этой области вот уже несколько лет проводит компания Google. На сегодняшний день по дорогам США ездят уже больше десятка беспилотных авто Google (хотя один человек в них все-таки сидит, для контроля). Машина ориентируется на дороге с помощью данных Google Street View, многочисленных видеокамер и лазерного сканера пространства LIDAR. Общий пробег машин составляет сейчас почти 500 000 км, при этом утверждается, что машины Google попали всего в одну аварию, и не по вине AI.

Движение гугломобиля по гоночному треку и городским улицам

Помимо сугубо технических вопросов, Google приходится решать еще и организационные, и правовые – ну уж в этом ей опыта не занимать. Несомненные успехи налицо: Google удалось зарегистрировать первый беспилотный автомобиль в качестве транспортного средства и получить на него госномер специального образца – красного цвета, с изображенным символом бесконечности.

Автомобиль Stanley Стэнфордского университета, победитель DARPA Grand Challenge 2005

Естественно, беспилотные авто разрабатывается не только в Google, но и во многих других коммерческих и научных заведениях, занятых вопросами искусственного разума. Вот уже добрый десяток лет регулярно проводятся соревнования машин, управляемых AI, в том числе и у нас в России. Первые результаты были не слишком впечатляющими, однако сейчас искусственный интеллект существенно поумнел – почти не отличишь от настоящего!

Какой будет роль компьютера в транспортном средстве? Не вызывает сомнения, что наиболее простой в управлении транспорт – поезда метро и железных дорог – будут полностью роботизированы уже в ближайшее время. Что касается автомобилей, даже в самой Google не могут определенно сказать, когда их беспилотные авто станут коммерческим проектом: пока все слишком дорого, слишком сложно, слишком рискованно. Нам остается только ждать, ну а Intel – продолжать создавать все более совершенные мобильные решения.

Источник http://habr.com/ru/company/intel/blog/151321/