Кто делает беспилотники для суровой русской зимы. История стартапа BaseTracK
Большинство разработчиков беспилотных автомобилей делает ставку на использование оптических систем. Московский стартап BaseTracK пошел другим путем — его технология опирается на геоинформационные данные, что позволяет удешевить производство беспилотников и эксплуатировать их в условиях суровой русской зимы. Решение все еще на стадии прототипа, но компания уже разрабатывает вместе с ГАЗом автоматизированную модель «Газели» и ведет переговоры о внедрении своего изобретения в аграрном секторе и сфере грузоперевозок. Основатель BaseTracK Андрей Вавилин рассказал Inc., почему не верит в полную автоматизацию автомобилей, зачем его беспилотникам виртуальные рельсы, и как конкурировать с «Яндекс», если ты маленький стартап.
Три стихии: земля, воздух, вода
Андрей Вавилин получил хорошее бизнес-образование: выучился в Санкт-Петербурге на экономиста-управленца, а после окончил программу Executive MBA в Стокгольмской школе экономики. В 25 лет он решил реализовать знания на практике и вместе со знакомыми банкирами основал компанию, которая стала официальным дилером Huyndai. «Проект делали вместе, потому что я был специалистом в автобизнесе, а у них были деньги», — рассказывает предприниматель.
В 2011 году партнеры Вавилина решили продать компанию и переехать за рубеж. «Поскольку они имели мажоритарную долю, то решение было за ними», — поясняет предприниматель. Ему и самому хотелось уйти в самостоятельное плавание. Андрей стал искать сферы, в которых было бы «меньше игроков и конкуренции из-за высокой сложности самой деятельности». Свой выбор он остановил на геоинформатике: «Это правда интересно, особенно после многих лет в B2C, когда сильно устаешь от большого количества людей с не всегда высокими компетенциями»,
Вавилин основал компанию «Энерго» (занимается картографированием, сканированием и зондированием земли), а 2 года назад придумал новый бизнес на стыке двух предыдущих. Он решил разработать способ автоматизации транспортных средств на основе геоинформатики. «Главная проблема оптических систем в том, что они не работают в плохих погодных условиях вроде тумана или снега, — поясняет предприниматель. — Я подумал: раз мы собираем картографические данные, то теоретически можем позиционировать с высокой точностью объект в пространстве на основе геоинформатики. Поставил задачу команде, и начали работать».
Весь 2017 год разработчики в закрытом режиме тестировали гипотезу и пытались создать рабочий прототип. Поскольку проект сначала развивался в рамках компании «Энерго», от поиска внешних инвестиций Вавилин отказался и финансировал проект из прибыли от действующего бизнеса и собственных накоплений. «Для меня важно довести любую концепцию до работающего прототипа самостоятельно, доказав, что это не мои фантазии», — говорит он.
Вавилин поставил перед командой амбициозную задачу: разработать универсальное решение, которое подойдет для автоматизации всех движущихся объектов, требующих высокоточного позиционирования и навигации, — автомобилей на земле, дронов в воздухе и кораблей на воде.
Для создания прототипа купили Chevrolet Cruze 2013 года. «Мы специально выбрали не совсем новую машину, чтобы увидеть чистоту технологий», — рассказывает Андрей.
Команда экспериментировала с разными девайсами, чтобы уменьшить общую стоимость прототипа, — в результате удалось снизить цифру с $30 тыс. до $1 тыс. «Чтобы прийти к тысяче, нужно было провести огромное количество разных итераций: создавать, проектировать, вкладывать. Купил деталь, попользовался — после понимаешь, что можно установить менее дорогой аналог, выкидываешь — и так далее», — делится Андрей.
Уже через год работающий прототип был готов. Вавилин запатентовал свое решение, открыл отдельную компанию ООО «Бейстрек Рус» и выложил в сеть первое видео. На нем автомобиль двигался в автономном режиме со скоростью 60 км/ч по автодрому зимой во время гололеда. «Мы создали условия, невозможные для существующих оптических систем, и показали, что наш метод работает», — вспоминает Андрей.
Пресс-служба направления беспилотных автомобилей «Яндекса»:
Сейчас в мире десятки компаний занимаются разработкой технологии беспилотного управления транспортом. Это новая сфера и рынок пока только формируется. Так, например, еще нет универсальной метрики для оценки качества технологии разных компаний. Если сравнивать текущие размеры флотов, активность тестирования на дорогах общего пользования, условия, в которых оно проводится, использование беспилотных автомобилей в качестве такси или шаттлов и другие показатели, то мы видим Яндекс в пятерке лидеров. Как и большинство других игроков, мы создаем технологию, которая в будущем сможет полностью заменить человека за рулем автомобиля. Сейчас причиной около 90% аварий является человеческий фактор. Беспилотные автомобили позволят значительно повысить безопасность движения на дорогах. Робот не нарушает правила, не устает, не отвлекается от дороги и сканирует пространство вокруг себя на 360 градусов десятки раз в секунду.
BaseTracK в цифрах:
Источник: данные компании
2
работающих прототипа.
30
сотрудников.
>200
км — протяженность базы бейстреков (виртуальных рельсов).
130
км/ч — максимальная скорость вождения в автономном режиме.
$1 тыс. —
планируемая стоимость коробочного решения.
$500 —
планируемая стоимость годовой подписки.
Оптика vs. геоинформатика
Суть работы алгоритмов оптических систем (их, например, использует в своих беспилотниках «Яндекс») — в комбинировании данных с датчиков автомобиля и карт, которые записаны в память. Но у этого метода есть существенные ограничения. Во-первых, требуются огромные мощности для обработки данных: одна HD-камера (а их обычно ставят 5) на автомобиле создает около 100 Гб информации на 1 км, — хранить такие объемы в самом авто на большом маршруте невозможно. Во-вторых, оптические системы стоят недешево: цена одного лидара (а на авто их могут установить до 3 штук) колеблется от $12 тыс. до $75 тыс. , а радара — $600 — $800 за комплект. В-третьих, оптика не справляется с плохими погодными условиями вроде снега, тумана и гололеда и требовательна к местности, по которой движется автомобиль (в чистом поле ей не за что зацепиться).
Юрий Минкин
руководитель департамента разработки беспилотных транспортных средств Cognitive Technologies
В целом, технология BaseTracK полезна с точки зрения построения оптимальной траектории движения автомобиля. Но самостоятельно она применяться не может, поскольку не способна работать с динамическими объектами вроде пешеходов, препятствий и дорожных работ. Скорее всего, такую разработку можно использовать только на закрытых территориях и полигонах.
Универсальным решением на сегодняшний день я считаю наш подход — он основывается на машинном зрении (HD камеры + радары собственного производства). В этом случае беспилотники в реальном времени видят препятствия и умеют на них реагировать. Но такой подход, конечно, более тяжелый — как в алгоритмическом, так и в вычислительном смысле.
Технология BaseTracK реализована с помощью телематического устройства (его устанавливают непосредственно в транспорт) и программы управления — кодов и алгоритмов (выполняют расчетно-аналитические операции и выдают команду на исполнение). На основе геоинформационных данных прокладывается «виртуальный рельс» — по нему и движется автомобиль. У каждой точки — свои координаты: сопоставляя их с местоположением автомобиля, система понимает, какие команды и в какой момент времени ей надо исполнить. При этом информация об 1 км дороги весит всего 30 Кб — это намного меньше, чем при использовании оптической технологии.
Дополняют систему стереокамеры, которые уже предустановлены в современных автомобилях. Они имитируют человеческое зрение и строят карту глубины вокруг автомобиля (позволяет оценить расстояние до объекта). В зависимости от условий эксплуатации, систему могут дополнять радары и камеры, но в BaseTracK они играют лишь вспомогательную роль и необходимы для повышения уровня безопасности (лидары не используются совсем).
Высокоточная гибридная навигация обеспечивает точность до 1 см. Поскольку «виртуальный рельс» привязан к координатам, плохие погодные условия или отсутствие объектов на местности не влияют на движение автомобиля.
BaseTracK поддерживает 3 режима автоматизации:
- ручное управление — водитель сам ведет автомобиль, а система лишь отслеживает и записывает его действия;
- контролируемое управление — машина управляется автоматически, но при аномальной ситуации раздается звуковой сигнал и тогда управление перехватывает человек;
- автоматическое управление — автомобиль полностью контролируется системой.
Аркадий Софрыгин
основатель сайта Беспилот.ком
У BaseTracK интересная технология — у нее практически нет аналогов в мире, а значит, при успехе она может занять хорошую нишу и получить существенную долю рынка современных транспортных систем (в том числе в Западной Европе, США и других странах). Среди ее плюсов также — более бюджетное внедрение, реальная экономия топлива, снижение аварийности и поломок на автомобилях, всепогодное применение, работа с небольшим количеством данных (быстрая обработка данных) и систем (не нужны дорогие лидары и датчики).
Но есть и минусы: пока нет широкого практического применения и большой статистики для анализа с реальными цифрами и данными применения. Технологию только начинают внедрять, а значит, есть риски и на практике могут возникнуть проблемы. Кроме того, BaseTracK можно применять только на подключенных к ней магистралях и закрытых территориях. Наконец, она не полностью беспилотная и требует участия водителя. Но у BaseTracK хорошие шансы — это очень «бизнесовая» технология.
Беспилотная ГАЗель
Весной 2018 года, когда был готов первый прототип, Вавилин побывал на нескольких научных и профессиональных выставках в России и за рубежом. Он хотел получить экспертное мнение от инженеров и найти партнеров среди автомобильных компаний.
— В России довольно скептически относятся к изменениям, — рассказывает Андрей. — Автомобильные компании, с которыми я встречался, искренне не понимали, зачем им нужно что-то менять, — и так все хорошо. Заинтересовался только ГАЗ. На одной из конференции его представители подошли сами и попросили доказать, что наша технология реально работает. Они приехали на полигон и убедились — с тех пор мы с ними сотрудничаем.
Компания ГАЗ предоставила для испытаний новую модель электрического микроавтобуса «Газель NEXT». С ней BaseTracK подался на конкурс «Зимний город» — по его условиям беспилотный автомобиль должен проехать 50 км быстрее 3 часов, но при плохой погоде, зимой и в разное время суток (разумеется, с соблюдением правил дорожного движения). Финал состоится в декабре 2019 года, и победитель получит от организаторов («Сколково», РВК и Агентства стратегических инициатив) 175 млн руб. «Поставлена сложная задача, которая до сих пор нигде в мире не решена. Мы вышли в полуфинал и теперь соревнуемся с 5 командами», — рассказывает Андрей.
Михаил Иванов
руководитель направления инновационных проектов Объединенного инженерного центра «Группы ГАЗ»
В части автопилота мы сотрудничаем со многими партнерами, и BaseTracK — один из них. Сейчас мы проводим испытания прототипов нескольких серий на базе автомобилей «Газель NEXT». Наша цель — определить оптимальную конфигурацию системы автопилота (либо ее подсистем) с точки зрения возможностей коммерциализации.
Автоматические системы помощи водителю (ADAS) будут устанавливаться на серийные автомобили и автобусы ГАЗ в ближайшей перспективе. В «чистом» виде беспилотники — неблизкое будущее, но исследование технологий автопилота позволяет нам оптимизировать электронную архитектуру и системы управления транспортного средства для выполнения требований функциональной безопасности в части функций ADAS.
Решение BaseTracK по всепогодной маршрутной навигации — несомненный плюс с точки зрения надежности и стоимости системы. Его коммерческое применение однозначно ближе, чем у технологий с использованием лидаров.
Логисты и аграрии
Вавилин считает развитие беспилотников для движения в городской среде экономически невыгодным и опасным направлением.
— Я не принимаю разговоры о том, что автопилот будет совершенным и отвезет вас из пункта А в пункт Б самостоятельно, — говорит Андрей. — Впервые самолет самостоятельно взлетел, пересек Атлантику и приземлился 72 года назад. Но почему до сих в кабине самолета 2 пилота? Потому что система может ошибаться.
Именно поэтому BaseTracK сосредоточился на междугородних и международных грузоперевозках. Логистическим компаниям предлагают 2 уровня автоматизации для решения транспортных задач — ручное и контролируемое управление.
BaseTracK работает как система активной помощи водителю на дороге ADAS (Advanced Driver Assistance System). Она уведомляет о наличии проблемной ситуации и помогает держаться своей полосы. Кроме того, в 2018 году разработчики путем тестирования (его проводили на трассе Москва — Волоколамск) зафиксировали экономию топлива для легкового автомобиля в 4,4% на 100 км. По расчетам компании, на грузовике массой 20 т эта цифра окажется еще выше — более чем 20%. Результаты тестирования Вавилин презентовал на крупнейших форумах автомобильных инженеров (Autonomous Vehicle Technology Expo & Conference 2018 в г. Штутгарте, Германия, и FISITA World Automotive Congress 2018 в г. Ченнай, Индия). По словам предпринимателя, в результате BaseTracK заключила договоры с рядом компаний, но сообщить подробности он отказался.
Продажи технологии сейчас построены именно на ее экономичности. Например, сотрудники BaseTracK получают у логистической компании вводные: какой грузовой автопарк в распоряжении, сколько в среднем автомобиль проходит в месяц и какой расход топлива на авто сейчас. Затем потенциальному партнеру предлагают выйти на показатель в 10% экономии топлива и переводят все это в деньги. «Представители компаний видят, что мы не про беспилотники в будущем, а про прикладные вещи уже сейчас, поэтому разговор получается весьма комфортным», — рассказывает Вавилин. По его словам, даже 5% экономии могут принести некоторым компаниям порядка 600 млн руб. — «это не может не заинтересовать бизнес».
Разработчики уже ведут переговоры о запуске пилотного проекта совместно с крупной логистической компанией (ее название пока не раскрывают). Заинтересовался технологией и крупный аграрный завод — он хочет добиться высокоточного позиционирования комбайна на поле с минимальным отклонением не более 5 см.
— Мы смотрим на эту задачу концептуально и хотим задействовать также дроны. Пока не готовы говорить о монетизации — у нас не хватает ресурсов на все, — признается Андрей.
Разработчики также видят спрос на свою технологию в сфере частного использования. «Я считаю, что в городе вы должны ездить сами, — убежден Андрей. — А вот когда выезжаете на трассу — уже нужно думать об экономии топлива и безопасности. Наша система вас довезет самостоятельно — автономно, безопасно и в любую погоду».
Главная проблема, с которой столкнулись разработчики, — отсутствие законодательства, регулирующего движение автотранспортных средств на дорогах общего пользования. «Нет ни запрещающих, ни разрешающих документов. Поэтому все тесты проходят в серой зоне: автомобиль движется в автономном режиме, но в салоне всегда находится опытный водитель, который следит за всеми датчиками и в любой момент готов вмешаться и взять управление автомобилем на себя», — рассказывает Андрей.
Основную часть тестов команда BaseTracK проводит на закрытых полигонах. За 2 года работы удалось достичь максимальной скорости движения автомобиля в автономном режиме — 130 км/ч при плохих погодных условиях. Помимо этого, разработчики тестировали технологию на трассе Москва — Волоколамск. Отклонение машины а автономном режиме даже при сильном ветре составило 10 — 40 см. «Для примера: если вы попробуете проехать 100 км самостоятельно, то у вас будет отклонение 120 см, то есть вы будете ездить от края до края полосы. А мы двигаемся очень точно», — говорит Андрей.
Вячеслав Тимонин
IT-советник генерального директора логистической компании «ПЭК»
Думаю, говорить о масштабном внедрении беспилотников в стране в ближайшие 5 — 7 лет рано. Для их повсеместного распространения нужны отработанные алгоритмы принятия решений, эффективные средства мониторинга окружающей обстановки, высокоточные картографические сервисы, оперативные каналы связи. Что касается грузоперевозок в автоматическом режиме, то, скорее всего, в ближайшее время их будут осуществлять только на короткие расстояния и в крупных городах.
Треки по всему миру
Если в 2017 году в команде BaseTracK было 4 человека, то сегодня их уже 30. Около 70% из них — технический персонал (занимается автоматизацией, испытаниями, замерами), остальные 30% — саппорт. «Зарплаты у нас выше рынка: платим больше, чем другие игроки, потому что приходится работать быстро», — говорит Вавилин.
По словам предпринимателя, BaseTracK уже вышел на самоокупаемость, но какую-то часть дивидендов от «Энерго» он по-прежнему реинвестирует в проект. Помимо сотрудничества с ГАЗом, компания реализует совместные Proof-of-Concept проекты с другими партнерами (и не только российскими) — они касаются как экономии топлива, так и работы на закрытых территориях (автоматизация добычи ископаемых). «В финансовой оценке есть такое мнение: если тебе платят за разработку, подтверждение концепции, реализацию технологии, которая еще не продается, но готовится на конвейер — это не твой оборот», — говорит Вавилин. Он с такой точкой зрения не согласен: «Пусть это и не открытая продажа, но я могу в целом не инвестировать дополнительные средства, компания будет развиваться за свой счет».
Сейчас усилия разработчиков BaseTracK сосредоточены на формировании треков магистральных дорог в России. Всего в нашей стране 3,5 тыс. км подобных дорог, и к 2020 году библиотеку планируется полностью сформировать. После этого планируют перейти к Европе, где покрытие таких дорог составляет 80 тыс. км, и США (260 тыс. км). «Азия нам тоже очень интересна, в том числе тем, что там не хайвеи, а трассы категории Е, где вообще отсутствует встречное движение», — говорит Андрей.
К 2020 году компания намерена завершить разработку универсального коробочного решения для всех наземных, воздушных и водных транспортных средств. Оно также будет поддерживать 3 уровня автоматизации (ручную, контролируемую и автоматизированную).
— Если это блок второго и третьего уровня (с интеграцией в органы управления автомобиля), то нам нужна сертификация завода, — с нею можно установить оборудование на уже существующие машины. Взламывать автомобили не только неэтично, но и небезопасно. Поэтому наша задача на будущее — договориться со всеми автопроизводителями, — говорит Андрей. — Через 3 года мы планируем быть внутри легковых и грузовых автомобилей со своим коробочным решением.
Вавилин планирует продавать блоки автоматизации для легковых автомобилей непосредственно в точках продаж и дилерских центрах (установка обойдется покупателю в $1 тыс.). Помимо этого покупатель сможет оформить подписку на библиотеку «виртуальных рельсов» — она будет постоянно пополняться непосредственно на сайте разработчика. Годовая подписка обойдется в $500 в год.
Вавилин инвестировал в проект около $1 млн. Сейчас разработчики находятся в поиске дополнительных инвестиций — им необходимо $5 млн, чтобы доработать свое решение (увеличить библиотеку «виртуальных рельсов», отладить работу технологии) и заключить соглашения с другими автопроизводителями.
— Сегодня, чтобы успеть, нужно двигаться очень быстро. Я могу продолжать инвестировать сам, но это будет долго с точки зрения рынка. А с помощью сильного партнера и при наличии необходимых инвестиций можно сделать быстрый рывок.
Рынок беспилотных автомобилей в мире
KPMG оценила готовность разных стран к использованию беспилотных автомобилей. Для этого консалтинговая компания проанализировала законодательство стран в сфере автономного транспорта, уровень принятия беспилотников потребителями, доступность технологий и состояние инфраструктуры. Россия заняла в этом рейтинге 22 место из 25. Лидерство 2 года подряд сохраняют Нидерланды и Сингапур.
По прогнозу консалтинговой компании Frost & Sullivan, массовая коммерциализация беспилотников начнется после 2025 года. К этому времени объем продаж машин, оснащенных системами автономного вождения, превысит 40% мирового рынка новых легковых авто. Объем рынка беспилотников увеличится с текущих $1,3 млрд до $84 млрд, а продажи в абсолютных значениях достигнут 36 млн штук.
