Een team van onderzoekers van de Universiteit van Cambridge heeft onlangs een uniek experimenteel testbed geïntroduceerd dat kan worden gebruikt voor experimenten met coöperatief rijden. Dit testbed, gepresenteerd in een paper dat vooraf is gepubliceerd op arXiv, bestaat uit 16 miniatuur Ackermann-stuurvoertuigen genaamd Cambridge Minicars.

"Het gebruik van faciliteiten op ware grootte voor voertuigtestbedden is duur en vereist een enorme hoeveelheid ruimte, " Amanda Prorok. "Ons hoofddoel was het bouwen van een goedkope, experimentele opstelling met meerdere voertuigen die gemakkelijk te onderhouden is en die gemakkelijk te gebruiken is om nieuwe algoritmen voor autonoom rijden te prototypen. Vooral, we waren geïnteresseerd in het testen en tastbaar demonstreren van de voordelen van coöperatief rijden op wegtopografieën met meerdere rijstroken."

Studies naar coöperatief rijden zijn vaak duur en tijdrovend vanwege een gebrek aan beschikbare goedkope platforms die onderzoekers kunnen gebruiken om hun systemen en algoritmen te testen. Prorok en haar collega's wilden daarom een ​​effectief en goedkoop experimenteel testbed ontwikkelen dat uiteindelijk onderzoek naar coöperatief rijden en navigatie met meerdere auto's zou kunnen ondersteunen.

"Onze testbed-architectuur is ontworpen voor gebruiksgemak, en ons belangrijkste doel is de snelle ontwikkeling en het testen van rijgedrag op auto-achtige robots, zoals de Minicar, " legde Prorok uit. "Om deze reden, we baseren de systeembesturing op een off-board (extern) werkstation dat elke Minicar afzonderlijk bestuurt."

Prorok en haar collega's ontwierpen een miniatuur robotauto genaamd de Cambridge Minicar. Hun testbed omvat 16 Cambridge Minicars, evenals een techniek voor padplanning en motion control.

Hun padplanningsalgoritme maakt gebruik van positioneringsfeedback, die wordt gemeten door een extern motion capture-systeem, evenals informatie over de baantopografie. Met behulp van deze informatie, het werkstation berekent trajecten (d.w.z. de gewenste snelheid en stuurcontrole-ingangen) voor alle voertuigen. Deze waarden worden vervolgens via breedbandradio naar de voertuigen verzonden.

"We gebruiken ook de positioneringsinformatie die wordt gemeten door het motion capture-systeem om af te leiden welke auto's 'buren' zijn (d.w.z. dicht bij elkaar liggen op de rijstroken), " voegde Prorok eraan toe. "Deze informatie wordt vervolgens ingevoerd in onze algoritmen, die decentrale besturing en voertuig-tot-voertuigcommunicatie nabootsen. Onze setup schaalt heel gemakkelijk naar grote aantallen Minicars. Vandaar, het leent zich natuurlijk voor het testen van coöperatieve rijstrategieën in systemen die uit grote aantallen voertuigen bestaan."

Het experimentele testbed ontwikkeld door Prorok en haar collega's kan worden gebruikt om state-of-the-art bestuurdersmodellen en autonome besturingsstrategieën te implementeren, hun effectiviteit evalueren in een realistische opstelling. In hun studie hebben voerden de onderzoekers een reeks experimenten uit op hun miniatuursnelweg, het demonstreren van de voordelen van coöperatief rijden op wegen met meerdere rijstroken.

"Ons experimentele testbed is uniek in zijn grootte, schaal en kosten, "Zei Prorok. "De Minicar is een van de weinige openlijk beschikbare ontwerpen; het vult een gat in de prijsklasse, en is vooral aantrekkelijk voor robotica-labs die al over telemetrie-infrastructuur beschikken, zoals motion capture. Het testbed stelde ons in staat om verschillende rijgedragingen te testen op een manier die nog niet is gedaan."

De voordelen van coöperatief rijden zijn in dit soort fysieke opstellingen nooit echt aangetoond. In de experimenten met hun testbed, Prorok en haar collega's ontdekten dat coöperatief rijden de doorvoer tot 42 procent kan verhogen. Deze bevindingen zijn zeer bemoedigend en kunnen aanleiding geven tot verder onderzoek naar navigatie met meerdere auto's en coöperatief rijden.

"Coöperatieve rijstrategieën zijn veelbelovend voor de toekomst van het verkeer, ' zei Prorok. 'Echter, er moet nog meer werk worden verzet om echt over te stappen van een laboratoriumomgeving naar de echte wereld."

© 2019 Wetenschap X Netwerk