仿真有可能改变在安全关键方案中部署的移动代理的强大算法的开发。然而,对现有模拟发动机的差的光敏性和缺乏不同的传感器方式保持关键障碍朝来实现这种潜力。在这里,我们呈现Vista,一个开源,数据驱动模拟器,用于为自动车辆集成多种类型的传感器。使用高保真度,实际数据集,Vista表示和模拟RGB摄像机,3D LIDAR和基于事件的相机,可以快速生成模拟中的新颖观点,从而富集可用于与难以实现的拐角案例的政策学习的数据在物理世界中捕获。使用Vista,我们展示了在每个传感器类型上培训和测试对控制策略的能力,并通过在全尺度自主车辆上进行展示这种方法的功率。在Vista中学到的政策展示了SIM-TEAR-REAL转移,而不是改进和更高的鲁棒性,而不是完全在现实世界数据上培训的鲁棒性。
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数据驱动的模拟器承诺高数据效率进行驾驶策略学习。当用于建模相互作用时,这种数据效率变为瓶颈:小型基础数据集通常缺乏用于学习交互式驾驶的有趣和具有挑战性的边缘案例。我们通过提出使用绘制的ADO车辆学习强大的驾驶策略的仿真方法来解决这一挑战。因此,我们的方法可用于学习涉及多代理交互的策略,并允许通过最先进的策略学习方法进行培训。我们评估了驾驶中学习标准交互情景的方法。在广泛的实验中,我们的工作表明,由此产生的政策可以直接转移到全规模的自治车辆,而无需使用任何传统的SIM-to-Real传输技术,例如域随机化。
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We introduce CARLA, an open-source simulator for autonomous driving research. CARLA has been developed from the ground up to support development, training, and validation of autonomous urban driving systems. In addition to open-source code and protocols, CARLA provides open digital assets (urban layouts, buildings, vehicles) that were created for this purpose and can be used freely. The simulation platform supports flexible specification of sensor suites and environmental conditions. We use CARLA to study the performance of three approaches to autonomous driving: a classic modular pipeline, an endto-end model trained via imitation learning, and an end-to-end model trained via reinforcement learning. The approaches are evaluated in controlled scenarios of increasing difficulty, and their performance is examined via metrics provided by CARLA, illustrating the platform's utility for autonomous driving research.
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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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模拟逼真的传感器是自主系统数据生成的挑战,通常涉及精心手工的传感器设计,场景属性和物理建模。为了减轻这一点,我们引入了一条管道,用于对逼真的激光雷达传感器进行数据驱动的模拟。我们提出了一个模型,该模型可以在RGB图像和相应的LIDAR功能(例如Raydrop或每点强度)之间直接从真实数据集中进行映射。我们表明,我们的模型可以学会编码逼真的效果,例如透明表面上的掉落点或反射材料上的高强度回报。当应用于现成的模拟器软件提供的天真播放点云时,我们的模型通过根据场景的外观预测强度和删除点来增强数据,以匹配真实的激光雷达传感器。我们使用我们的技术来学习两个不同的LIDAR传感器的模型,并使用它们相应地改善模拟的LiDAR数据。通过车辆细分的示例任务,我们表明通过我们的技术增强模拟点云可以改善下游任务性能。
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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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安全驾驶需要人类和智能代理的多种功能,例如无法看到环境的普遍性,对周围交通的安全意识以及复杂的多代理设置中的决策。尽管强化学习取得了巨大的成功(RL),但由于缺乏集成的环境,大多数RL研究工作分别研究了每个能力。在这项工作中,我们开发了一个名为MetAdrive的新驾驶模拟平台,以支持对机器自治的可概括增强学习算法的研究。 Metadrive具有高度的组成性,可以从程序生成和实际数据导入的实际数据中产生无限数量的不同驾驶场景。基于Metadrive,我们在单一代理和多代理设置中构建了各种RL任务和基线,包括在看不见的场景,安全探索和学习多机构流量的情况下进行基准标记。对程序生成的场景和现实世界情景进行的概括实验表明,增加训练集的多样性和大小会导致RL代理的推广性提高。我们进一步评估了元数据环境中各种安全的增强学习和多代理增强学习算法,并提供基准。源代码,文档和演示视频可在\ url {https://metadriverse.github.io/metadrive}上获得。
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高保真大满贯系统的开发过程取决于它们对可靠数据集的验证。为了实现这一目标,我们提出了IBiscape,这是一种模拟基准,其中包括来自异质传感器的数据同步和获取API:立体声 - RGB/DVS,深度,IMU和GPS,以及地面真相场景场景细分和车辆自我摄入量。我们的基准是建立在卡拉模拟器上的,后端是虚幻的引擎,呈现出模拟现实世界的高动态风景。此外,我们提供34个适用于自动驾驶汽车导航的多模式数据集,包括用于场景理解等情况,例如事故等,以及基于与API集成的动态天气模拟类别的广泛框架质量。我们还将第一个校准目标引入了Carla图,以解决CARLA模拟DVS和RGB摄像机的未知失真参数问题。最后,使用IBISCAPE序列,我们评估了四个ORB-SLAM 3系统(单眼RGB,立体RGB,立体声视觉惯性(SVI)和RGB-D)的性能和玄武岩视觉惯性轴测计(VIO)系统,这些系统在模拟的大型大型序列上收集的各种序列 - 规模动态环境。关键字:基准,多模式,数据集,探针,校准,DVS,SLAM
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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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High-definition (HD) map change detection is the task of determining when sensor data and map data are no longer in agreement with one another due to real-world changes. We collect the first dataset for the task, which we entitle the Trust, but Verify (TbV) dataset, by mining thousands of hours of data from over 9 months of autonomous vehicle fleet operations. We present learning-based formulations for solving the problem in the bird's eye view and ego-view. Because real map changes are infrequent and vector maps are easy to synthetically manipulate, we lean on simulated data to train our model. Perhaps surprisingly, we show that such models can generalize to real world distributions. The dataset, consisting of maps and logs collected in six North American cities, is one of the largest AV datasets to date with more than 7.8 million images. We make the data available to the public at https://www.argoverse.org/av2.html#mapchange-link, along with code and models at https://github.com/johnwlambert/tbv under the the CC BY-NC-SA 4.0 license.
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虚拟测试是确保自动驾驶安全性的至关重要的任务,而传感器仿真是该域中的重要任务。大多数当前的激光雷达模拟非常简单,主要用于执行初始测试,而大多数见解是在道路上收集的。在本文中,我们提出了一种轻巧的方法,以实现更现实的激光雷达模拟,该方法从测试驱动器数据中学习了真实传感器的行为,并将其转换为虚拟域。核心思想是将仿真施加到图像到图像翻译问题中。我们将基于PIX2PIX的架构训练两个现实世界数据集,即流行的Kitti数据集和提供RGB和LIDAR图像的Audi自动驾驶数据集。我们将该网络应用于合成渲染,并表明它从真实图像到模拟图像充分概括。该策略使我们可以在我们的合成世界中跳过传感器特异性,昂贵且复杂的LIDAR物理模拟,并避免过度简化和通过干净的合成环境较大的域间隙。
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With the development of deep representation learning, the domain of reinforcement learning (RL) has become a powerful learning framework now capable of learning complex policies in high dimensional environments. This review summarises deep reinforcement learning (DRL) algorithms and provides a taxonomy of automated driving tasks where (D)RL methods have been employed, while addressing key computational challenges in real world deployment of autonomous driving agents. It also delineates adjacent domains such as behavior cloning, imitation learning, inverse reinforcement learning that are related but are not classical RL algorithms. The role of simulators in training agents, methods to validate, test and robustify existing solutions in RL are discussed.
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我们提出了一种便携式多型摄像头系统,该系统具有专用模型,用于动态场景中的新型视图和时间综合。我们的目标是使用我们的便携式多座相机从任何角度从任何角度出发为动态场景提供高质量的图像。为了实现这种新颖的观点和时间综合,我们开发了一个配备了五个相机的物理多型摄像头,以在时间和空间域中训练神经辐射场(NERF),以进行动态场景。我们的模型将6D坐标(3D空间位置,1D时间坐标和2D观看方向)映射到观看依赖性且随时间变化的发射辐射和体积密度。量渲染用于在指定的相机姿势和时间上渲染光真实的图像。为了提高物理相机的鲁棒性,我们提出了一个摄像机参数优化模块和一个时间框架插值模块,以促进跨时间的信息传播。我们对现实世界和合成数据集进行了实验以评估我们的系统,结果表明,我们的方法在定性和定量上优于替代解决方案。我们的代码和数据集可从https://yuenfuilau.github.io获得。
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现代计算机视觉已超越了互联网照片集的领域,并进入了物理世界,通过非结构化的环境引导配备摄像头的机器人和自动驾驶汽车。为了使这些体现的代理与现实世界对象相互作用,相机越来越多地用作深度传感器,重建了各种下游推理任务的环境。机器学习辅助的深度感知或深度估计会预测图像中每个像素的距离。尽管已经在深入估算中取得了令人印象深刻的进步,但仍然存在重大挑战:(1)地面真相深度标签很难大规模收集,(2)通常认为相机信息是已知的,但通常是不可靠的,并且(3)限制性摄像机假设很常见,即使在实践中使用了各种各样的相机类型和镜头。在本论文中,我们专注于放松这些假设,并描述将相机变成真正通用深度传感器的最终目标的贡献。
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在本文中,我们提出了一个系统,以培训不仅从自我车辆收集的经验,而且还观察到的所有车辆的经验。该系统使用其他代理的行为来创建更多样化的驾驶场景,而无需收集其他数据。从其他车辆学习的主要困难是没有传感器信息。我们使用一组监督任务来学习一个中间表示,这是对控制车辆的观点不变的。这不仅在训练时间提供了更丰富的信号,而且还可以在推断过程中进行更复杂的推理。了解所有车辆驾驶如何有助于预测测试时的行为,并避免碰撞。我们在闭环驾驶模拟中评估该系统。我们的系统的表现优于公共卡拉排行榜上的所有先前方法,较大的利润率将驾驶得分提高了25,路线完成率提高了24分。我们的方法赢得了2021年的卡拉自动驾驶挑战。代码和数据可在https://github.com/dotchen/lav上获得。
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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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在城市环境中面对道路选项问题时,现有的仿制学习方法遭受了低效率和泛化能力。在本文中,我们提出了一种横摆引导的仿制学习方法,以提高端到端自主驾驶范式的道路选择性能,就利用培训样本和对不断变化的环境的适应性而言。具体地,偏航信息由导航图的轨迹提供。我们的端到端架构,偏航引导模仿学习与Resnet34注意(YILRATT),集成了Resnet34主干和注意机制,以获得准确的感知。它不需要高精度地图,并且在给定由消费级GPS接收器提供的偏航信息的情况下实现完全端到端的自主驱动。通过分析注意热图,我们可以揭示决策和场景感知之间的一些因果关系,特别是故障情况是由错误的感知引起的。我们在Carla 0.9.11模拟器中收集专家体验,并改善基准科尔2017和NOCRASH。实验结果表明,伊利拉特比SOTA CILRS的成功率较高26.27%。代码,数据集,基准和实验结果可以在https://github.com/yandong024/yaw-guiding -il.git找到
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Multi-modal fusion is a basic task of autonomous driving system perception, which has attracted many scholars' interest in recent years. The current multi-modal fusion methods mainly focus on camera data and LiDAR data, but pay little attention to the kinematic information provided by the bottom sensors of the vehicle, such as acceleration, vehicle speed, angle of rotation. These information are not affected by complex external scenes, so it is more robust and reliable. In this paper, we introduce the existing application fields of vehicle bottom information and the research progress of related methods, as well as the multi-modal fusion methods based on bottom information. We also introduced the relevant information of the vehicle bottom information data set in detail to facilitate the research as soon as possible. In addition, new future ideas of multi-modal fusion technology for autonomous driving tasks are proposed to promote the further utilization of vehicle bottom information.
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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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Computer vision applications in intelligent transportation systems (ITS) and autonomous driving (AD) have gravitated towards deep neural network architectures in recent years. While performance seems to be improving on benchmark datasets, many real-world challenges are yet to be adequately considered in research. This paper conducted an extensive literature review on the applications of computer vision in ITS and AD, and discusses challenges related to data, models, and complex urban environments. The data challenges are associated with the collection and labeling of training data and its relevance to real world conditions, bias inherent in datasets, the high volume of data needed to be processed, and privacy concerns. Deep learning (DL) models are commonly too complex for real-time processing on embedded hardware, lack explainability and generalizability, and are hard to test in real-world settings. Complex urban traffic environments have irregular lighting and occlusions, and surveillance cameras can be mounted at a variety of angles, gather dirt, shake in the wind, while the traffic conditions are highly heterogeneous, with violation of rules and complex interactions in crowded scenarios. Some representative applications that suffer from these problems are traffic flow estimation, congestion detection, autonomous driving perception, vehicle interaction, and edge computing for practical deployment. The possible ways of dealing with the challenges are also explored while prioritizing practical deployment.
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