Дрифтуюча безпілотна машинка навчилася їздити за допомогою камери

Американські інженери представили нову систему управління безпілотним автомобілем для агресивного водіння по треку. Система заснована на роботі двох нейромереж - згорточної і мережі з довгою короткостроковою пам'яттю - які аналізують зображення з камери і вибудовують по них шлях автомобіля. Таким чином автомобіль може обходитися без системи GPS, йдеться в препринті, опублікованому на arXiv.org. Свою розробку автори протестували в реальних умовах на масштабній моделі автомобіля.

У 2016 році фахівці з Технологічного інституту Джорджії під керівництвом Пола Дрюса (Paul Drews) зібрали модель безпілотного автомобіля, здатну проходити повороти за допомогою керованого замету. Бортовий комп'ютер всередині автомобіля оснащений системою AutoRally: вона аналізує дані з датчиків повороту коліс, гіроскопа, GPS і пари фронтальних камер, формуючи кілька тисяч можливих траєкторій руху. Потім система вибирає найбільш оптимальну траєкторію і коригує рух відповідно до неї. За допомогою такої системи невеликий автомобіль масою 21 кілограм самостійно навчився їздити по треку довжиною 23 метри всього за кілька хвилин.

У початковій версії система спиралася в основному на дані з GPS, що може бути не дуже ефективно у випадку, якщо точна інформація про трек недоступна. Цього разу інженери вирішили навчити автомобіль агресивному водінню, використовуючи як основне джерело даних камеру, а як доповнення - дані гіроскопа і датчиків повороту коліс.

Нова система працює на основі згорточної нейромережі, яка аналізує зображення, що надходить з камери, а також нейромережі з довгою короткостроковою пам'яттю (LSTM), яка відмальовує трек на підставі того, що бачить автомобіль. В іншому система управління залишилася колишньою: на підставі предикативних даних про поворот дороги машинка вибирає траєкторію, засновану на даних гіроскопа і датчиків поворотів коліс, і слід їй.

На новій системі керування автомобіль може подолати одне коло на треку за 27,9 секунд із середньою швидкістю 12,2 метра на секунду. Для порівняння, попередня система AutoRally долала той самий трек за 29,4 секунди зі швидкістю 10,4 метра на секунду.

Технології управління безпілотними автомобілями нерідко налагоджуються спочатку на мініатюрних моделях. Спеціально для цього влітку розробники з MIT запустили на Kickstarter проект Duckietown, за допомогою якого збирають гроші на виробництво моделей безпілотних автомобілів для навчання (до кожного автомобіля додається водій-уточка).