Førerløse biler, der arbejder sammen, kan fremskynde trafikken med 35%

En flåde af førerløse biler, der arbejder sammen for at holde trafikken kørende, kan forbedre den samlede trafikafvikling med mindst 35 procent, forskere har vist.

Forskerne, fra University of Cambridge, programmerede en lille flåde af robotbiler til miniaturer til at køre på et spor med flere spor og observerede, hvordan trafikstrømmen ændrede sig, da en af ​​bilerne stoppede.

Når bilerne ikke kørte sammen, enhver bil bag den stoppede bil måtte stoppe eller bremse og vente på et hul i trafikken, som det typisk ville ske på en rigtig vej. En kø blev hurtigt dannet bag den stoppede bil, og den samlede trafikafvikling blev bremset.

Imidlertid, når bilerne kommunikerede med hinanden og kørte i samarbejde, så snart en bil stoppede i den indre vognbane, det sendte et signal til alle de andre biler. Biler i den ydre vognbane, der var i umiddelbar nærhed af den stoppede bil, sænkedes en anelse, så biler i den indre vognbane hurtigt kunne passere den standserede bil uden at skulle standse eller bremse væsentligt.

Derudover da en menneskekontrolleret chauffør blev sat på 'vejen' med de autonome biler og flyttet aggressivt rundt på banen, de andre biler kunne vige for at undgå den aggressive chauffør, forbedring af sikkerheden.

Resultaterne, præsenteres i dag på den internationale konference om robotik og automatisering (ICRA) i Montréal, vil være nyttig til at undersøge, hvordan autonome biler kan kommunikere med hinanden, og med biler kontrolleret af menneskelige chauffører, på rigtige veje i fremtiden.

"Autonome biler kunne løse mange forskellige problemer forbundet med kørsel i byer, men der skal være en måde, hvorpå de kan arbejde sammen, "sagde medforfatter Michael He, en bachelorstuderende ved St John's College, hvem der har designet algoritmerne til eksperimentet.

"Hvis forskellige bilproducenter alle udvikler deres egne autonome biler med deres egen software, disse biler har alle brug for at kommunikere effektivt med hinanden, "sagde medforfatter Nicholas Hyldmar, en bachelorstuderende ved Downing College, der designede meget af hardware til eksperimentet.

De to studerende afsluttede arbejdet som en del af et bachelorprojekt i sommeren 2018, i laboratoriet til Dr. Amanda Prorok fra Cambridge's Institut for Computer Science and Technology.

Mange eksisterende tests for flere autonome førerløse biler udføres digitalt, eller med skalamodeller, der enten er for store eller for dyre til at udføre indendørs eksperimenter med flåder af biler.

Startende med billige målemodeller af køretøjer, der fås i handelen med realistiske styresystemer, Cambridge -forskerne tilpassede bilerne med motion capture sensorer og en Raspberry Pi, så bilerne kunne kommunikere via wifi.

De tilpassede derefter en vognbaneskiftende algoritme til autonome biler til at arbejde med en flåde af biler. Den originale algoritme bestemmer, hvornår en bil skal skifte vognbane, baseret på, om det er sikkert at gøre det, og om skift af baner ville hjælpe bilen til at bevæge sig hurtigere gennem trafikken. Den tilpassede algoritme gør det muligt for biler at blive pakket tættere sammen, når de skifter spor og tilføjer en sikkerhedsmæssig begrænsning for at forhindre nedstyrtninger, når hastighederne er lave. En anden algoritme tillod bilerne at opdage en projiceret bil foran den og skabe plads.

De testede derefter flåden i 'egocentriske' og 'kooperative' køremåder, bruger både normal og aggressiv kørselsadfærd, og observerede, hvordan flåden reagerede på en standset bil. I normal tilstand, kooperativ kørsel forbedrede trafikafviklingen med 35% i forhold til egocentrisk kørsel, under aggressiv kørsel, forbedringen var 45%. Forskerne testede derefter, hvordan flåden reagerede på en enkelt bil, der blev kontrolleret af et menneske via et joystick.

"Vores design giver mulighed for en bred vifte af praktiske, billige eksperimenter, der skal udføres på autonome biler, "sagde Prorok." For at autonome biler sikkert kan bruges på rigtige veje, vi har brug for at vide, hvordan de vil interagere med hinanden for at forbedre sikkerheden og trafikafviklingen. "

I det fremtidige arbejde, forskerne planlægger at bruge flåden til at teste multi-car-systemer i mere komplekse scenarier, herunder veje med flere baner, kryds og en bredere vifte af køretøjstyper.