Подписаться на новости SCDAILY 

  • Yulia Mi

Город без светофоров: новая технология контроля беспилотных автомобилей

Новая технология беспилотного управления автомобилями позволит создать мир без светофоров и штрафов за превышение скорости. Исследователи также надеются, что инновация позволит снизить потребление топлива на 19-22 %.



Авторы фото: University of Delaware/ Owen Fitter

Профессор Машиностроения из Университета Делавэра Андреас Маликопоулос (Andreas Malikopoulos) использует теорию контроля для разработки алгоритмов, которые позволят приблизить будущее, а именно сделать возможным использование беспилотных автомобилей. В своих двух недавно опубликованных статьях профессор Маликопоулос описал инновации во технологии взаимодействия и автоматического управления транспортными средствами, разрабатываемые в двух лабораториях Университета, тестируемое в масштабированном умном городе (UDSSC) и на фабрике автомобильных тренажеров.

«Мы разрабатываем решения, которые позволят создать нам в будущем более энергетически выгодную систему передвижения», - объясняет Маликопоулос, - «Мы надеемся, что наши технологии помогут людям прибывать в место назначения быстрее и безопаснее, и в то же время экономить топливо».


Город без светофоров


В будущем автомобили смогут взаимодействовать друг с другом для координирования траффика. Профессор и его партнеры из Бостонского Университета недавно разработали решение для контроля беспилотных автомобилей во время пересечения перекрестков, которое позволит уйти от необходимости использования светофоров. Они протестировали свое программное обеспечение и обнаружили, что его внедрение позволит уменьшить длительность поездки, а также сэкономить топливо. Результаты исследований были опубликованы в журнале Automatica.


В предыдущих работах еще год назад ученые описали свой алгоритм на примере перекрестка с круговым движением.


Автор фото: Andreas Malikopoulos

Перед въездом на перекресток было обозначено две контрольных зоны, в которых координатор может связываться с автомобилями. Зона, где потенциально возможны боковые столкновения автомобилей была названа «зоной слияния» (merging zone). Исходя из потока автомобилей в контрольных зонах (их ускорения, положения и количества), специально разработанное программное обеспечение рассчитывает оптимальное ускорение или наоборот замедление для каждого автомобиля в контрольной зоне, после чего координатор передает рекомендации автомобилям. Минимальная дистанция между автомобилями была выбрана 1,5 м.


Ученые провели расчеты для максимального общего потока 800 автомобилей в час, вычислив общее время прохождения перекрестка и потребление топлива. Результаты показали 0% столкновений. Если скорость потока невелика, то расстояние между автомобилями восточного потока достаточно, чтобы почти не тормозить западный поток. Однако, когда скорость потока близка к максимальной автомобилям западного потока оказалось крайне сложно найти зазоры в зоне слияния. В результате образовывалась пробка. Моделирование позволило определить максимальный общий поток, при котором автомобилям западного потока все еще удается спокойно попадать в зону слияния. Кроме того, было показано, как использование алгоритма позволяет сократить потребление топлива на 19-22 % и общее время прохождения перекрестка на 26-30 %.


Отсутствие штрафов за превышение скорости


Представьте, что ваш автомобиль сам снижает скорость, на участках дороги, где это необходимо, и вам больше не нужно следить за скоростным режимом, чтобы не получить штраф за превышение скорости. Совместно с коллегами из Университета Вирджинии профессор Маликопоулос сформулировали алгоритм, который рассчитывает рекомендуемые значения скорости автомобилей, и передает свои рекомендации беспилотным автомобилям. Этот алгоритм также может учитывать ограничения скорости, установленные на данном участке дороги. После получения рекомендация автомобили самостоятельно будут снижать или наоборот скорость в соответствии с общим потоком и скоростными ограничениями.


Проект профессора Маликопоулоса уже получил финансирование от Управления перспективных исследований в области энергетики (Advanced Research Projects Agency for Energy ARPA-E) с целью повышения эффективности гибридных автомобилей Audi A3 e-tron как минимум на 20%.


#беспилотныйавтомобиль


Ссылка на первую статью от 31.10.2017: https://arxiv.org/pdf/1710.11295.pdf

Ссылка на вторую статью от 11.10.2018: https://ieeexplore.ieee.org/document/8490221

Просмотров: 14