Auto senza conducente che lavorano insieme possono accelerare il traffico del 35%

Una flotta di auto senza conducente che lavorano insieme per mantenere il traffico scorrevole senza intoppi può migliorare il flusso di traffico complessivo di almeno il 35% secondo gruppo di ricercatori dell’Università di Cambridge.

I ricercatori hanno programmato una piccola flotta di auto robotiche in miniatura per guidare su una pista a più corsie e hanno osservato come il flusso del traffico cambiava quando una delle auto si fermava.

Quando le macchine non stavano guidando in modo cooperativo, qualsiasi auto dietro un’auto ferma doveva fermarsi o rallentare e aspettare un vuoto nel traffico, come accadrebbe di solito su una strada reale. Una coda si formava rapidamente dietro l’auto ferma e il flusso di traffico generale rallentava.

Tuttavia, quando le auto comunicavano tra loro e guidavano in modo cooperativo, non appena un’auto si fermava nella corsia interna inviava un segnale a tutte le altre vetture. Le auto nella corsia esterna che si trovavano nelle immediate vicinanze dell’auto ferma rallentavano leggermente in modo che le auto nella corsia interna potessero sorpassare rapidamente l’auto ferma senza doversi fermare o rallentare in modo significativo.

Inoltre, quando un guidatore a comando umano veniva immesso sulla “strada” con le auto autonome e si muoveva intorno alla pista in modo aggressivo, le altre vetture erano in grado di evitare il guidatore aggressivo, migliorando la sicurezza.

I risultati, che saranno presentati oggi alla Conferenza internazionale sulla robotica e l’automazione (ICRA) a Montréal, saranno utili per studiare come auto autonome possono comunicare tra loro e con auto controllate da conducenti umani, su strade reali nel futuro.

“Le auto autonome potrebbero risolvere molti problemi associati alla guida in città, ma ci deve essere un modo per loro di lavorare insieme”, riferisce il coautore Michael He, studente universitario al St John’s College, che ha progettato gli algoritmi per l’esperimento.

“Se diversi produttori automobilistici stanno sviluppando le proprie auto autonome con il proprio software, tutte le macchine devono comunicare tra loro in modo efficace”, ha detto il coautore Nicholas Hyldmar, studente universitario del Downing College, che ha progettato gran parte dell’hardware per l’esperimento.

I due studenti hanno completato il lavoro come parte di un progetto di ricerca universitaria nell’estate 2018, nel laboratorio della dottoressa Amanda Prorok del Dipartimento di Computer Science and Technology di Cambridge.

Molti test esistenti per più autovetture autonome sono fatti in digitale o con modelli in scala troppo grandi o troppo costosi per condurre esperimenti al coperto con flotte di automobili.

A partire da modelli in scala economica di veicoli commercialmente disponibili con sistemi di guida realistici, i ricercatori di Cambridge hanno adattato le auto con sensori di motion capture e un Raspberry Pi, in modo che le auto potessero comunicare via wifi.

Hanno poi adattato un algoritmo che modifica la corsia per le auto autonome per funzionare con una flotta di automobili. L’algoritmo originale decide quando un’automobile deve cambiare corsia, a seconda che sia sicuro farlo e se il cambio di corsia aiuti l’auto a muoversi più rapidamente nel traffico. L’algoritmo adattato consente alle auto di stare più compatte quando si cambia corsia e aggiunge un vincolo di sicurezza per prevenire incidenti quando le velocità sono basse. Un secondo algoritmo consentiva alle auto di rilevare una macchina proiettata davanti a sé e creare spazio.

Hanno quindi testato la flotta in modalità di guida “egocentrica” ​​e “cooperativa”, utilizzando sia comportamenti di guida normali che aggressivi, e hanno osservato come la flotta reagiva a un’auto ferma. Nella modalità normale, la guida cooperativa migliorava il flusso del traffico del 35% rispetto alla guida egocentrica, mentre per la guida aggressiva, il miglioramento era del 45%.
I ricercatori hanno poi testato come la flotta reagiva a una singola macchina controllata da un umano tramite un joystick.

“Il nostro design consente un’ampia gamma di esperimenti pratici ea basso costo da eseguire su auto autonome”, ha affermato Prorok. “Affinché le auto autonome possano essere utilizzate in sicurezza su strade reali, dobbiamo sapere come interagiranno tra loro per migliorare la sicurezza e il flusso del traffico”.

Nel lavoro futuro, i ricercatori prevedono di utilizzare la flotta per testare sistemi multi-macchina in scenari più complessi, comprese strade con più corsie, incroci e una più ampia gamma di tipi di veicoli.

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