如果自动驾驶汽车将被广泛采用,我们需要知道它们能够在复杂的交通情况下导航,例如当高速公路上的车道消失时,它们会汇入拥挤的交通中。为此,北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种技术,使自动驾驶汽车软件能够更快地进行相关计算鈥攊改善模拟自动车辆系统中的交通和安全。
“目前,设计用于帮助自动驾驶车辆在车道变化中导航的程序依赖于使问题的计算简单到足以快速解决,从而使车辆能够实时运行,”Ali Hajbabaie说,他是这项工作的一篇论文的对应作者,也是北卡罗来纳州土木、建筑和环境工程的助理教授。“然而,过分简化问题实际上会产生一系列新的问题,因为现实世界的场景很少简单。
“我们的方法允许我们接受现实世界问题的复杂性。我们开发了一种协作分布式算法,而不是专注于简化问题。这种方法实质上将复杂问题分解为更小的子问题,并将其发送到不同的处理器进行单独解决。这个过程称为并行化,大大提高了效率。”
在这一点上,研究人员只在模拟中测试了他们的方法,在模拟中,子问题在同一计算系统的不同核心之间共享。然而,如果自动驾驶车辆在道路上使用这种方法,这些车辆将彼此联网并共享计算子问题。
在概念验证测试中,研究人员考察了两件事:他们的技术是否允许自主车辆软件实时解决合并问题;与现有的自动驾驶车辆导航模型相比,新的“合作”方法如何影响交通和安全。
在计算时间方面,研究人员发现,他们的方法允许自动车辆在中等和重型交通中实时导航复杂的高速公路车道合并场景,当交通量特别大时,其性能更为出色。
但在改善交通和安全方面,这项新技术做得非常好。在某些情况下,特别是当交通量较低时,两种方法的性能大致相同。但在大多数情况下,新方法的性能大大优于先前的模型。此外,新技术在车辆必须停车或出现“接近碰撞情况”的情况下没有发生事故。另一个模型的结果包括多个场景,其中确实有数千次停车和接近碰撞情况。
“对于概念验证测试,我们对这种技术的表现非常满意,”Hajbabie说。“还有改进的余地,但我们有了一个良好的开端。
“好消息是,我们现在正在开发这些工具并解决这些问题,因此,随着安全自主系统的广泛应用,我们将处于一个良好的位置。”
论文“互联自动车辆的分布式协同轨迹和换道优化:具有车道下降的高速公路路段”,发表在《交通研究》杂志C部分。论文的第一作者是Mehrdad Tajalli,他最近毕业于北卡罗来纳州。这篇论文由北卡罗来纳州立大学的博士生拉明·尼鲁曼德(Ramin Niroumand)共同撰写。