Geavanceerd zelfrijdend algoritme maakt veilig en agressief van rijstrook wisselen mogelijk

• Het nieuwe algoritme voor het wisselen van rijstrook is gebaseerd op realtime gegevens die worden verzameld door camera's en sensoren van auto's. 
• Het creëert en berekent direct nieuwe bufferzones. 
• Het maakt een breed scala aan rijstijlen mogelijk, van agressief tot conservatief, terwijl de veiligheid wordt gegarandeerd. 

Weet je dat de eerste stap naar zelfrijdende auto's in de jaren tachtig werd gezet, en dat die er nog steeds is:het antiblokkeerremsysteem. Het idee was om sensoren te gebruiken om te voorkomen dat de wielen blokkeren en de auto in een ongecontroleerde slip terechtkomt. Tien jaar later gebruikten fabrikanten de sensoren voor tractie- en stabiliteitscontrole.

Sindsdien hebben we een lange weg afgelegd; nu gebruiken autonome auto's een combinatie van sensoren, radar, camera en kunstmatige intelligentie om tussen bestemmingen te reizen. Technologiebedrijven brengen voortdurend verbeteringen aan in hun zelfrijdende algoritmen, waardoor ze veiliger en betrouwbaarder worden.

Een van de cruciale onderdelen van zelfrijdende systemen is het algoritme voor het wisselen van rijstrook, een veelbesproken onderwerp onder ontwikkelaars. De meeste bestaande algoritmen voor het wisselen van rijstrook hebben 1 van de 2 beperkingen:

1. Ze zijn gebaseerd op een complex, statistisch model dat niet in realtime kan worden geanalyseerd, of
2. Ze zijn zo eenvoudig dat ze altijd resulteren in één gemeenschappelijke oplossing:verander de rijstroken niet.

Nu hebben onderzoekers van MIT een nieuw algoritme ontwikkeld dat vertrouwt op realtime informatie en agressievere [mensachtige] rijstrookwisselingen mogelijk maakt dan eerdere zelfrijdende systemen. Met realtime informatie bedoelden we gegevens van andere voertuigen [zoals hun snelheid en richting] verzameld door camera's en sensoren van auto's.

Conventioneel algoritme voor het wisselen van rijstrook

Het primaire doel is om auto’s zichzelf te laten rijden als mensen, met zo min mogelijk data. Het nieuwe algoritme kan een breed scala aan rijstijlen aanpassen, van agressief tot conservatief, en tegelijkertijd de veiligheid garanderen.

Hoe werkt het algoritme?

Het allerbelangrijkste voor autonome voertuigen is veiligheid. De algoritmen berekenen bufferzones rond de andere voertuigen om een botsing te voorkomen. Deze bufferzones bevatten zowel huidige als toekomstige posities van alle nabijgelegen voertuigen.

Het algoritme berekent de toekomstige positie van andere voertuigen gedurende een korte periode, door hun snelheid en richting te analyseren. De beslissing wanneer je van rijstrook moet wisselen, hangt volledig af van deze bufferzones.

De efficiëntie en prestaties van het systeem zijn gebaseerd op de methode die wordt gebruikt voor het berekenen van bufferzones in de context van het verkeerspatroonmodel. Meestal worden de optimale bufferzones vooraf berekend. Deze worden te beperkend als het verkeer snel en druk is, waardoor voertuigen niet van rijstrook kunnen veranderen.

Het voorgestelde algoritme berekent echter direct nieuwe bufferzones. Om deze bufferzones betrouwbaar of botsingsvrij te maken, gebruikt het algoritme een efficiënte wiskundige methode genaamd Gaussiaanse verdeling – een continue functie die de exacte binomiale verdeling van gebeurtenissen benadert.

Bron:MIT

De verdeling toont de huidige positie van het voertuig. Er wordt rekening gehouden met de afmetingen van het voertuig en de onzekerheid van de positie-inschatting. Met behulp van deze schattingen [snelheid en richting van het voertuig] genereert het algoritme een logistieke functie, die verder wordt vermenigvuldigd met de Gaussiaanse verdeling.

Voorgesteld algoritme 

Dit vertekent de verdeling (bij hogere snelheden) in de richting van de beweging van het voertuig. De distributie is niets anders dan een nieuwe bufferzone van het voertuig. Omdat het aantal variabelen kleiner is, kan het systeem dit in realtime berekenen.

Testen

Ze gebruikten een simulatie om dit algoritme te testen. De gesimuleerde omgeving bestond uit zestien autonome auto's en honderden andere voertuigen.

Lezen:Nieuwe zelfrijdende technologie kan navigeren zonder 3D-kaarten

De autonome auto’s [die op een nieuw algoritme reden] hadden geen directe communicatie met elkaar, en ze reden allemaal parallel zonder enige botsing of conflict. Elke auto wordt geassocieerd met verschillende risicoparameters, waardoor ontwikkelaars meerdere rijstijlen kunnen genereren.