在自动驾驶领域内,环境感知的明显趋势趋于更多的传感器,更高的冗余和计算能力的总体增加。这主要是由范例驱动,以尽可能地掌握整个环境。然而,由于功能复杂性的持续上升,必须考虑妥协以确保感知系统的实时能力。在这项工作中,我们介绍了一种情况感知环境感知的概念,以控制资源分配在数据内处理相关区域,以及仅用于用于环境感知的功能模块的子集,如果足够的驱动任务。具体地,我们建议评估自动化车辆的上下文,以得出定义相关区域的多层注意图(MLAM)。使用此MLAM,动态配置有源功能模块的最佳状态,并强制执行仅相关数据的模块内处理。我们概述了我们概念在手头的直接实施中使用真实数据应用的可行性。在保留整体功能的同时,我们实现了59%的累计处理时间的降低。
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自动化代理的环境感知领域的进步导致生成的传感器数据持续增加。处理这些数据的可用计算资源必将变得不足以实时应用程序。通过基于代理商的情况识别最相关的数据(通常称为情况意识)来减少要处理的数据量,并增加了研究的兴趣,并且预计互补方法的重要性将在不久的将来进一步增加。在这项工作中,我们将最近引入的情境感知环境感知概念的适用性范围扩展到Unicaragil项目的分散自动化体系结构。考虑到车辆的特定驾驶能力,并以后处理方式使用有关目标硬件的实际数据,我们提供了每日降低功耗的估计,该功耗累积到36.2%。在实现这些有希望的结果的同时,我们还表明,如果应最佳利用情况意识的好处,则需要考虑软件模块设计中的数据处理中的可扩展性以及功能系统的设计。
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在自动驾驶领域内朝着更高水平的自动化迈进的进步伴随着对车辆操作安全的需求的增加。由计算资源的限制引起的,算法的计算复杂性之间的权衡及其在确保自动化车辆安全运行的潜力之间经常遇到。情境感知的环境感知提出了一个令人鼓舞的例子,其中计算资源分布在感知区域内的区域,这些区域与自动车辆的任务相关。尽管经常利用先前的地图知识来确定相关区域,但在这项工作中,我们提供了仅依赖在线信息的安全区域的轻量级标识。我们表明,我们的方法可以在关键方案中实现安全的车辆操作,同时在环境感知中保留了不均匀分配资源的好处。
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自主系统(AS)越来越多地提出或在安全关键(SC)应用中使用,例如公路车辆。许多这样的系统利用复杂的传感器套件和处理来提供场景理解,从而使“决策”(例如路径计划)提供了信息。传感器处理通常利用机器学习(ML),并且必须在具有挑战性的环境中工作,此外,ML算法具有已知的局限性,例如,对象分类中错误的负面因素或假阳性的可能性。为常规SC系统开发的完善的安全分析方法与AS使用的AS,ML或传感系统没有很好的匹配。本文提出了适应良好的安全分析方法的适应,以解决AS的传感系统的细节,包括解决环境效应和ML的潜在故障模式,并为选择特定的指南或提示集提供了理由。安全分析。它继续展示了如何使用分析结果来告知AS系统的设计和验证,并通过对移动机器人进行部分分析来说明新方法。本文中的插图主要基于光学传感,但是本文讨论了该方法对其他感应方式的适用性及其在更广泛的安全过程中的作用,以解决AS的整体功能
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自动化驾驶系统(广告)开辟了汽车行业的新领域,为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而,在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在,使自动车辆(AVS)长时间保持自主车辆(AVS)或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战,并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术,当前可用的数据集,模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题,自主驾驶场目前正在面临,近年来审查硬件和计算机科学解决方案,这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。
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越来越多的交通部门的问题是事故,交通流量不良和污染。智能运输系统使用外部基础架构(其)可以解决这些问题。据我们所知,不存在对现有解决方案的系统审查。为了填补这一知识缺口,本文概述了现有的使用外部基础架构。此外,本文发现目前没有充分的回答的研究问题。出于这个原因,我们对文件进行了文献综述,它自2009年以来介绍了其解决方案。我们根据他的技术水平分类结果并分析了它们的性质。因此,我们使其有所可比性,并突出了过去的发展以及目前的趋势。根据提及的方法,我们分析了346多篇论文,其中包括40个试验床项目。总之,目前其可以实时提供有关交通情况下的个体的高准确信息。然而,在其使用现代传感器,即插即用机制以及高度数据的分散方式中,进一步研究其应重点关注对流量的更可靠的流量感知。通过解决这些主题,智能运输系统的开发处于校正方向,以实现全面推出。
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The last decade witnessed increasingly rapid progress in self-driving vehicle technology, mainly backed up by advances in the area of deep learning and artificial intelligence. The objective of this paper is to survey the current state-of-the-art on deep learning technologies used in autonomous driving. We start by presenting AI-based self-driving architectures, convolutional and recurrent neural networks, as well as the deep reinforcement learning paradigm. These methodologies form a base for the surveyed driving scene perception, path planning, behavior arbitration and motion control algorithms. We investigate both the modular perception-planning-action pipeline, where each module is built using deep learning methods, as well as End2End systems, which directly map sensory information to steering commands. Additionally, we tackle current challenges encountered in designing AI architectures for autonomous driving, such as their safety, training data sources and computational hardware. The comparison presented in this survey helps to gain insight into the strengths and limitations of deep learning and AI approaches for autonomous driving and assist with design choices. 1
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虽然自动车辆安全验证过程的最明显的部分涉及规划和控制系统,但它通常被忽视,后者的安全性至关重要地取决于前面环境感知的容错。现代感知系统具有复杂且经常基于机器学习的组件,具有各种故障模式,可以危及整体安全性。同时,由于资源约束,例如冗余执行的验证并不总是可行的。在本文中,我们解决了可行和高效的感知监视器的需求,并提出了一种轻质方法,有助于保护感知系统的完整性,同时保持额外的计算开销最小值。与现有解决方案相比,通过传感器检查的良好平衡组合来实现监视器 - 在此处使用LIDAR信息和对象运动历史上的合理性检查。它旨在检测自动化车辆环境中对象的距离和速度中的相关误差。结合适当的规划系统,这种监视器可以帮助安全自动化驱动可行。
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随着自动驾驶汽车(AV)开发的发展,对环境中乘客和代理商的安全性的担忧已经上升。涉及自主控制车辆的每个现实世界交通碰撞都使这种担忧加剧了。开源自主驾驶实现显示了具有复杂相互依赖任务的软件体系结构,这很大程度上依赖于机器学习和深层神经网络(DNN),这些任务容易受到非确定性故障和角落案例的影响。这些复杂的子系统共同履行AV的任务,同时还保持安全性。尽管在提高对这些系统的经验可靠性和信心方面正在做出重大改进,但DNN验证的固有局限性在提供AV中提供确定性安全保证方面却引起了无法克服的挑战。我们提出了协同冗余(SR),这是一种用于复杂网络物理系统的安全架构,例如AV。 SR通过将系统的任务和安全任务解耦来提供可验证的安全保证。在独立履行其主要角色的同时,部分功能多余的任务和安全任务能够相互帮助,从而协同改善合并的系统。协同安全层仅使用可验证且可分析的软件来完成其任务。与任务层的密切协调可以更轻松,更早地检测系统中的紧急故障。 SR简化了任务层的优化目标并改进了其设计。 SR提供了高性能的安全部署,尽管本质上无法验证的机器学习软件。在这项工作中,我们首先介绍SR体系结构的设计和功能,然后评估解决方案的功效,重点关注AV中障碍物存在故障的关键问题。
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自主车辆的环境感知受其物理传感器范围和算法性能的限制,以及通过降低其对正在进行的交通状况的理解的闭塞。这不仅构成了对安全和限制驾驶速度的重大威胁,而且它也可能导致不方便的动作。智能基础设施系统可以帮助缓解这些问题。智能基础设施系统可以通过在当前交通情况的数字模型的形式提供关于其周围环境的额外详细信息,填补了车辆的感知中的差距并扩展了其视野。数字双胞胎。然而,这种系统的详细描述和工作原型表明其可行性稀缺。在本文中,我们提出了一种硬件和软件架构,可实现这样一个可靠的智能基础架构系统。我们在现实世界中实施了该系统,并展示了它能够创建一个准确的延伸高速公路延伸的数字双胞胎,从而提高了自主车辆超越其车载传感器的极限的感知。此外,我们通过使用空中图像和地球观测方法来评估数字双胞胎的准确性和可靠性,用于产生地面真理数据。
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在公共道路上大规模的自动车辆部署有可能大大改变当今社会的运输方式。尽管这种追求是在几十年前开始的,但仍有公开挑战可靠地确保此类车辆在开放环境中安全运行。尽管功能安全性是一个完善的概念,但测量车辆行为安全的问题仍然需要研究。客观和计算分析交通冲突的一种方法是开发和利用所谓的关键指标。在与自动驾驶有关的各种应用中,当代方法利用了关键指标的潜力,例如用于评估动态风险或过滤大型数据集以构建方案目录。作为系统地选择适当的批判性指标的先决条件,我们在自动驾驶的背景下广泛回顾了批判性指标,其属性及其应用的现状。基于这篇综述,我们提出了一种适合性分析,作为一种有条不紊的工具,可以由从业者使用。然后,可以利用提出的方法和最新审查的状态来选择涵盖应用程序要求的合理的测量工具,如分析的示例性执行所证明。最终,高效,有效且可靠的衡量自动化车辆安全性能是证明其可信赖性的关键要求。
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本文提出了一种新颖的方法,用于在具有复杂拓扑结构的地下领域的搜索和救援行动中自动合作。作为CTU-Cras-Norlab团队的一部分,拟议的系统在DARPA SubT决赛的虚拟轨道中排名第二。与专门为虚拟轨道开发的获奖解决方案相反,该建议的解决方案也被证明是在现实世界竞争极为严峻和狭窄的环境中飞行的机上实体无人机的强大系统。提出的方法可以使无缝模拟转移的无人机团队完全自主和分散的部署,并证明了其优于不同环境可飞行空间的移动UGV团队的优势。该论文的主要贡献存在于映射和导航管道中。映射方法采用新颖的地图表示形式 - 用于有效的风险意识长距离计划,面向覆盖范围和压缩的拓扑范围的LTVMAP领域,以允许在低频道通信下进行多机器人合作。这些表示形式与新的方法一起在导航中使用,以在一般的3D环境中可见性受限的知情搜索,而对环境结构没有任何假设,同时将深度探索与传感器覆盖的剥削保持平衡。所提出的解决方案还包括一条视觉感知管道,用于在没有专用GPU的情况下在5 Hz处进行四个RGB流中感兴趣的对象的板上检测和定位。除了参与DARPA SubT外,在定性和定量评估的各种环境中,在不同的环境中进行了广泛的实验验证,UAV系统的性能得到了支持。
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Recently, numerous studies have investigated cooperative traffic systems using the communication among vehicle-to-everything (V2X). Unfortunately, when multiple autonomous vehicles are deployed while exposed to communication failure, there might be a conflict of ideal conditions between various autonomous vehicles leading to adversarial situation on the roads. In South Korea, virtual and real-world urban autonomous multi-vehicle races were held in March and November of 2021, respectively. During the competition, multiple vehicles were involved simultaneously, which required maneuvers such as overtaking low-speed vehicles, negotiating intersections, and obeying traffic laws. In this study, we introduce a fully autonomous driving software stack to deploy a competitive driving model, which enabled us to win the urban autonomous multi-vehicle races. We evaluate module-based systems such as navigation, perception, and planning in real and virtual environments. Additionally, an analysis of traffic is performed after collecting multiple vehicle position data over communication to gain additional insight into a multi-agent autonomous driving scenario. Finally, we propose a method for analyzing traffic in order to compare the spatial distribution of multiple autonomous vehicles. We study the similarity distribution between each team's driving log data to determine the impact of competitive autonomous driving on the traffic environment.
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两栖地面汽车将飞行和驾驶模式融合在一起,以实现更灵活的空中行动能力,并且最近受到了越来越多的关注。通过分析现有的两栖车辆,我们强调了在复杂的三维城市运输系统中有效使用两栖车辆的自动驾驶功能。我们审查并总结了现有两栖车辆设计中智能飞行驾驶的关键促成技术,确定主要的技术障碍,并提出潜在的解决方案,以实现未来的研究和创新。本文旨在作为研究和开发智能两栖车辆的指南,以实现未来的城市运输。
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自动化驾驶系统(ADSS)近年来迅速进展。为确保这些系统的安全性和可靠性,在未来的群心部署之前正在进行广泛的测试。测试道路上的系统是最接近真实世界和理想的方法,但它非常昂贵。此外,使用此类现实世界测试覆盖稀有角案件是不可行的。因此,一种流行的替代方案是在一些设计精心设计的具有挑战性场景中评估广告的性能,A.k.a.基于场景的测试。高保真模拟器已广泛用于此设置中,以最大限度地提高测试的灵活性和便利性 - 如果发生的情况。虽然已经提出了许多作品,但为测试特定系统提供了各种框架/方法,但这些作品之间的比较和连接仍然缺失。为了弥合这一差距,在这项工作中,我们在高保真仿真中提供了基于场景的测试的通用制定,并对现有工作进行了文献综述。我们进一步比较了它们并呈现开放挑战以及潜在的未来研究方向。
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具有自动化和连通性的赋予,连接和自动化的车辆旨在成为合作驾驶自动化的革命性推动者。然而,骑士需要对周围环境的高保真感知信息,但从各种车载传感器以及车辆到所有的通信(v2x)通信中都可以昂贵。因此,通过具有成本效益的平台基于高保真传感器的真实感知信息对于启用与CDA相关的研究(例如合作决策或控制)至关重要。大多数针对CAVS的最先进的交通模拟研究都通过直接呼吁对象的内在属性来依赖情况 - 意识信息,这阻碍了CDA算法评估的可靠性和保真度。在这项研究中,\ textit {网络移动镜(CMM)}共模拟平台设计用于通过提供真实感知信息来启用CDA。 \ textit {cmm}共模拟平台可以通过高保真传感器感知系统和具有实时重建系统的网络世界模仿现实世界。具体而言,现实世界的模拟器主要负责模拟交通环境,传感器以及真实的感知过程。 Mirror-World Simulator负责重建对象,并将其信息作为模拟器的内在属性,以支持CD​​A算法的开发和评估。为了说明拟议的共模拟平台的功能,将基于路边的激光雷达的车辆感知系统原型作为研究案例。特定的流量环境和CDA任务是为实验设计的,其结果得到了证明和分析以显示平台的性能。
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我们的运输世界正在迅速转变,自治水平不断提高。但是,为了获得全自动车辆的许可以供广泛的公众使用,有必要确保整个系统的安全性,这仍然是一个挑战。这尤其适用于基于AI的感知系统,这些系统必须处理各种环境条件和道路使用者,与此同时,应强调地检测所有相关的对象(即不应发生检测失误)。然而,有限的培训和验证数据可以证明无故障操作几乎无法实现,因为感知系统可能会暴露于公共道路上的新事物或未知的物体或条件。因此,需要针对基于AI的感知系统的新安全方法。因此,我们在本文中提出了一种新型的层次监视方法,能够从主要感知系统验证对象列表,可以可靠地检测检测失误,同时具有非常低的错误警报率。
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知识表示和推理有悠久的历史,即研究如何通过机器对知识进行形式化,解释和语义分析。在自动化车辆领域,最近的进步表明,能够将相关知识形式化和利用相关知识作为处理交通界固有且复杂的环境的关键推动者。本文证明了本体论是a)对自动车辆环境中与关键相关的因素进行建模和形式化的强大工具。为此,我们利用著名的6层模型来创建环境环境的形式表示。在此表示形式中,本体论将域知识模型为逻辑公理,从而促进交通场景和场景中的关键因素的存在。为了执行自动分析,将联合描述逻辑和规则推理器与A-Priori谓词增强结合使用。我们详细介绍了模块化方法,提出了公开可用的实施,并通过大规模的无人机数据集评估了该方法的城市交通情况。
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随着自动驾驶功能(AD)功能的进步,近年来,远程运行越来越受欢迎。通过启用自动化车辆的远程操作,可以将远程处理作为可靠的后备解决方案,用于操作设计域限制和广告功能的边缘案例。多年来,文献中提出了有关人类操作员如何远程支持或替代广告功能的各种不同的远程关系概念。本文介绍了关于道路车辆远程运行概念的文献调查的结果。此外,由于行业内部的兴趣日益增加,对专利和公司整体活动的见解也提出了。
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Modeling perception sensors is key for simulation based testing of automated driving functions. Beyond weather conditions themselves, sensors are also subjected to object dependent environmental influences like tire spray caused by vehicles moving on wet pavement. In this work, a novel modeling approach for spray in lidar data is introduced. The model conforms to the Open Simulation Interface (OSI) standard and is based on the formation of detection clusters within a spray plume. The detections are rendered with a simple custom ray casting algorithm without the need of a fluid dynamics simulation or physics engine. The model is subsequently used to generate training data for object detection algorithms. It is shown that the model helps to improve detection in real-world spray scenarios significantly. Furthermore, a systematic real-world data set is recorded and published for analysis, model calibration and validation of spray effects in active perception sensors. Experiments are conducted on a test track by driving over artificially watered pavement with varying vehicle speeds, vehicle types and levels of pavement wetness. All models and data of this work are available open source.
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