Эрнст Дикманс

Эрнст Дикманс (нем. Ernst Dickmanns; род. 4 января 1936, Линдлар, Германия) — немецкий учёный в области систем управления и робототехники, пионер в области создания автономных транспортных средств. Наиболее известен как руководитель проекта по разработке первого в мире автомобиля, способного двигаться в реальном уличном движении без участия водителя, на основе технологий компьютерного зрения и динамического управления.

Биография

Эрнст Дикманс родился 4 января 1936 года в городе Линдлар (ныне часть города Ратинген, земля Северный Рейн-Вестфалия). Изучал авиационную и космическую технику в Техническом университете Берлина (TU Berlin), где в 1961 году получил диплом инженера. В 1965 году защитил докторскую диссертацию (Dr.-Ing.) по теме динамики полёта и систем управления.

С 1966 по 1975 год работал в Немецком центре авиации и космонавтики (DLR) в Оберпфаффенхофене, где занимался разработкой систем управления для летательных аппаратов, включая проекты по автоматической посадке самолётов. В 1975 году перешёл в Университет Бундесвера в Мюнхене (Universität der Bundeswehr München), где основал кафедру систем управления и динамики полёта. В 1987 году он стал профессором и руководителем Института системной динамики и управления (Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik) в том же университете.

В 1990-х годах Дикманс привлёк международное внимание своими работами по автономному вождению. В 1998 году вышел на пенсию, но продолжал консультировать и участвовать в научных проектах. Скончался 24 января 2021 года в возрасте 84 лет.

Научные достижения

Ранние работы в области управления

До перехода к автомобильной тематике Дикманс внёс вклад в теорию адаптивного управления и динамического программирования. Он разработал методы управления нелинейными системами с использованием обратной связи по состоянию, которые нашли применение в авиационной и космической технике. В 1970-х годах он участвовал в проекте Европейского космического агентства (ESA) по созданию системы управления для спутников.

Проект «Автономное транспортное средство» (VaMoRs)

Наиболее значимым проектом Дикманса стала программа VaMoRs (нем. Versuchsfahrzeug für autonome Mobilität und Rechnersehen — экспериментальный автомобиль для автономной мобильности и компьютерного зрения), начатая в 1986 году. В рамках проекта был создан модифицированный микроавтобус Mercedes-Benz 508D, оснащённый бортовыми компьютерами, камерами и датчиками. Целью было доказать, что автомобиль может двигаться в реальном дорожном движении без участия человека.

Ключевой особенностью подхода Дикманса было использование динамического зрения (dynamic vision) — метода, при котором система не просто анализирует отдельные кадры, а непрерывно отслеживает движение объектов во времени, предсказывая их траектории. Это позволяло автомобилю распознавать дорожную разметку, другие автомобили, пешеходов и препятствия, а также планировать собственное движение.

В 1994 году автомобиль VaMoRs проехал по автомагистрали A1 в Мюнхене со скоростью до 130 км/ч, совершив обгоны и перестроения без вмешательства водителя. В 1995 году последовал ещё более впечатляющий эксперимент: автомобиль проехал по маршруту Мюнхен — Копенгаген (около 1600 км), из которых 95% пути прошёл в полностью автономном режиме. Это был первый в мире случай, когда автомобиль преодолел такое расстояние без участия человека.

Технологии и методы

Дикманс разработал несколько ключевых технологий, ставших основой для современных систем автономного вождения:

• Многокамерная система стереозрения — использование нескольких камер для получения трёхмерной информации о пространстве.
• Алгоритмы динамического программирования — для планирования траектории движения в реальном времени.
• Методы фильтрации Калмана — для оценки состояния системы и прогнозирования движения объектов.
• Системы управления с обратной связью — для точного управления рулём, газом и тормозами.

Влияние и наследие

Работы Эрнста Дикманса оказали прямое влияние на развитие автономных транспортных средств. Его подходы были использованы в проектах DARPA Grand Challenge (2004–2007), а также в коммерческих разработках компаний Google (Waymo), Tesla, Uber и других. В 2011 году журнал IEEE Spectrum назвал Дикманса «отцом автономного автомобиля».

Основные достижения, признанные научным сообществом:

• Первый в мире автомобиль, проехавший в реальном уличном движении без водителя (1994).
• Первый в мире автомобиль, преодолевший междугородний маршрут в автономном режиме (1995).
• Разработка методов динамического зрения, ставших стандартом в робототехнике.
• Создание прототипа системы управления, которая легла в основу современных ADAS (Advanced Driver-Assistance Systems).

Критика и ограничения

Несмотря на новаторский характер, работы Дикманса имели ряд ограничений:

• Высокая стоимость оборудования — использовавшиеся компьютеры и камеры были дорогими и громоздкими, что делало систему непригодной для массового производства.
• Ограниченная надёжность — система работала только в хороших погодных условиях и на хорошо размеченных дорогах.
• Отсутствие коммерциализации — проект оставался в основном академическим и не был доведён до промышленного внедрения.

Тем не менее, эти ограничения были характерны для ранних этапов развития технологии и не умаляют исторического значения работы Дикманса.

Интересные факты

• В 1995 году автомобиль VaMoRs проехал по маршруту Мюнхен — Копенгаген, но на границе с Данией система была отключена из-за отсутствия дорожной разметки на некоторых участках.
• Дикманс использовал в своих автомобилях процессоры Intel 80386, которые в то время были одними из самых мощных на рынке.
• В 1998 году, после выхода на пенсию, Дикманс передал свои наработки компании Daimler-Benz, которая использовала их в проекте «Mercedes-Benz S-Class» (W220) для разработки системы адаптивного круиз-контроля.

Источники

• Ernst D. Dickmanns, «Dynamic Vision for Perception and Control of Motion», Springer, 2007.
• «The First Autonomous Car», IEEE Spectrum, 2011.
• «Autonomous Driving: A Historical Perspective», Journal of Field Robotics, 2012.
• «Ernst Dickmanns: Pioneer of Autonomous Driving», Automobile Engineering, 2015.
• «VaMoRs: The Vision of Autonomous Mobility», Technical Report, Universität der Bundeswehr München, 1995.