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Le travail en commun de véhicules sans pilote peut accélérer les déplacements de 35%


Les chercheurs ont montré qu'une flotte de véhicules sans pilote, combinés ensemble pour fournir un mouvement fluide, peut optimiser le flux de trafic d'au moins 35%.
«Pour une utilisation sûre des voitures autonomes sur de vraies routes, nous devons savoir comment elles interagiront entre elles.»
- Amanda le Prophète
Des chercheurs de l'Université de Cambridge ont programmé une petite flotte de voitures robotiques miniatures pour rouler sur une autoroute à plusieurs voies et ont observé comment la circulation change lorsque l'une des voitures s'arrête.

Lorsque les voitures roulaient séparément, les voitures derrière la voiture arrêtée devaient s'arrêter ou ralentir et attendre le dégagement dans le flux, comme c'est généralement le cas sur une vraie route. Une file d'attente s'est rapidement formée derrière une voiture arrêtée et le flux général de la circulation s'est ralenti.

Cependant, lorsque les voitures ont communiqué entre elles et ont roulé ensemble, dès qu'une voiture s'est arrêtée dans la voie intérieure, il a envoyé un signal à toutes les autres voitures. Les voitures dans la voie extérieure, à proximité immédiate d'une voiture arrêtée, ont ralenti un peu, de sorte que les voitures dans la voie intérieure pouvaient rapidement passer devant une voiture arrêtée sans avoir à s'arrêter ou à ralentir de manière significative.

De plus, lorsqu'un conducteur humain conduisait avec des véhicules sans pilote, qui se déplaçaient le long de la piste de manière agressive, d'autres voitures pouvaient céder la place pour éviter un conducteur agressif, augmentant ainsi le niveau de sécurité.

Les résultats, qui seront présentés aujourd'hui à la Conférence internationale sur la robotique et l'automatisation (ICRA) à Montréal, seront utiles pour explorer comment les voitures autonomes pourront communiquer entre elles à l'avenir, ainsi qu'avec les voitures conduites par un conducteur humain, sur de vraies routes.

"Les voitures autonomes pourraient résoudre de nombreux problèmes différents associés à la conduite en ville, mais il doit y avoir un moyen de travailler ensemble", explique Michael He, co-auteur et étudiant de premier cycle au St. Johns College, qui a développé les algorithmes pour cette expérience.

"Si divers constructeurs automobiles développent leurs propres véhicules sans pilote avec un logiciel propriétaire, alors toutes ces voitures devraient interagir efficacement les unes avec les autres", a déclaré Nicholas Hildmar, également co-auteur et étudiant de premier cycle au Downing College, qui a conçu la plupart du matériel pour l'expérience.

Ces deux étudiants ont terminé leur projet de recherche de premier cycle à l'été 2018 dans le laboratoire du Dr Amanda la prophète du Département d'informatique et de technologie de Cambridge.

De nombreux tests existants pour plusieurs voitures autonomes sans conducteur sont effectués au format numérique ou avec des modèles à grande échelle qui sont soit trop grands soit trop chers pour mener des expériences dans un parc de véhicules.

En commençant par des modèles à grande échelle et à bas prix de voitures disponibles dans le commerce avec des systèmes de direction réalistes, les chercheurs de Cambridge ont adapté les voitures avec des capteurs de capture de mouvement et le Raspberry Pi afin que les voitures puissent communiquer via le Wi-Fi.

Ils ont ensuite adapté l'algorithme de changement de voie dans les véhicules sans pilote pour travailler avec la flotte. L'algorithme d'origine a décidé du moment où la voiture devrait changer de voie, selon qu'il est sécuritaire de le faire et si le changement de voie de la voiture vous aidera à vous déplacer plus rapidement sur la route. L'algorithme adapté permet aux voitures d'être plus denses lors des changements de voie et ajoute une limite de sécurité pour éviter les accidents à basse vitesse. Le deuxième algorithme a permis aux voitures de détecter une voiture devant et de libérer de l'espace.

Ils ont ensuite testé la flotte en modes de conduite «égocentrique» et «coopérative» en utilisant à la fois une conduite normale et agressive, et ont observé comment la flotte réagissait à une voiture arrêtée. En mode normal, la conduite coopérative a amélioré le flux de trafic de 35% par rapport à la conduite égocentrique, tandis qu'en mode agressif - de 45%. Les chercheurs ont ensuite testé la réaction d'une flotte à une seule voiture conduite par un joystick.

"Notre conception nous permet de mener une large gamme d'expériences pratiques et peu coûteuses sur les voitures autonomes", a déclaré le Prophète. «Pour une utilisation sûre des voitures autonomes sur de vraies routes, nous devons savoir comment elles interagiront entre elles pour améliorer la sécurité et optimiser la circulation.»

Dans d'autres travaux, les chercheurs prévoient d'utiliser la flotte pour tester des systèmes multi-véhicules dans des scénarios plus complexes, y compris des routes avec un grand nombre de voies, des intersections, et prévoient également de travailler avec une plus large gamme de types de véhicules.


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