帮助自动驾驶汽车通过棘手的高速公路合并

如果自动驾驶汽车想要被广泛采用,我们需要知道它们有能力驾驭复杂的交通状况,比如在高速公路上车道消失时融入拥挤的交通。

通过马特·希普曼 2022年8月27日
图片由Brett Sayles提供

汽车的见解

  • 研究人员开发了一种新的软件,使自动驾驶汽车能够更快、更有效地计算数据。其目标是模拟现实生活中可能发生的复杂情况,这个过程被称为并行化,并且被发现非常有效。
  • 在模拟之后,概念验证测试开始了,并为研究人员提供了关于该软件是否能够实时适应交通变化的更多信息。初步结果非常成功,研究人员能够收集数据,随着自动驾驶汽车软件更广泛地适应社会,这些数据将有助于改进自动驾驶汽车软件。

北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一种技术,可以让自动驾驶汽车软件更快地进行相关计算,从而改善模拟自动驾驶汽车系统的交通和安全状况。

“目前,旨在帮助自动驾驶汽车导航变道的程序依赖于使计算问题足够简单,以便快速解决,这样车辆就可以实时运行,”一篇关于这项工作的论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学土木、建筑和环境工程助理教授阿里·哈吉巴巴伊(Ali Hajbabaie)说。“然而,过度简化问题实际上会产生一系列新问题,因为现实世界的场景很少是简单的。

“我们的方法使我们能够接受现实世界问题的复杂性。我们没有专注于简化问题,而是开发了一种协作分布式算法。这种方法本质上是将一个复杂的问题分解成更小的子问题,并将这些子问题发送给不同的处理器分别解决。这个过程被称为并行化,可以显著提高效率。”

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,如果自动驾驶汽车在道路上使用这种方法,车辆将相互联网,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动驾驶汽车软件实时解决合并问题;以及与现有的自动驾驶汽车导航模型相比,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驾驶汽车在中等和繁忙的交通状况下实时导航复杂的高速公路车道合并场景,当交通量特别高时,性能就会变得不稳定。

但在改善交通和安全方面,这项新技术表现得格外出色。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,新方法比以前的模型表现要好得多。更重要的是,这项新技术没有发生车辆必须停下来或“接近碰撞条件”的事故。另一个模型的结果包括了多个场景,其中有数千次停工和接近碰撞的情况。

Hajbabaie说:“对于概念验证测试,我们对这项技术的表现非常满意。”“还有改进的空间,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,这样我们就可以在自动系统被更广泛采用的过程中确保安全。”

- CFE媒体与技术公司摩根·格林编辑,mgreen@cfemedia.com


作者简介:马特·希普曼,北卡罗莱纳州立大学研究交流负责人