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Trabalho conjunto de veículos não tripulados pode acelerar o movimento em 35%


Os pesquisadores mostraram que uma frota de veículos não tripulados, combinados para proporcionar movimento suave, pode otimizar o fluxo de tráfego em pelo menos 35%.
"Para o uso seguro de carros autônomos em estradas reais, precisamos saber como eles irão interagir uns com os outros."
- Amanda, o Profeta
Pesquisadores da Universidade de Cambridge programaram uma pequena frota de carros robóticos em miniatura para rodar em uma rodovia de várias faixas e observaram como o fluxo de tráfego muda quando um dos carros para.

Quando os carros dirigiam separadamente, os carros atrás do carro parado tinham que parar ou desacelerar e aguardar a folga no fluxo, como é geralmente o caso em uma estrada real. Uma fila rapidamente se formou atrás de um carro parado e o fluxo geral de tráfego diminuiu.

No entanto, quando os carros se comunicaram e dirigiram juntos, assim que um carro parou na pista interna, ele enviou um sinal para todos os outros carros. Os carros na faixa externa, nas imediações de um carro parado, diminuíam um pouco a velocidade, para que os carros na faixa interna pudessem passar rapidamente por um carro parado sem precisar parar ou diminuir significativamente a velocidade.

Além disso, quando um motorista humano estava dirigindo com veículos não tripulados, que se moviam ao longo da pista de maneira agressiva, outros carros podiam ceder para evitar um motorista agressivo, aumentando assim o nível de segurança.

Os resultados, que serão apresentados hoje na Conferência Internacional de Robótica e Automação (ICRA), em Montreal, serão úteis para explorar como carros autônomos podem se comunicar uns com os outros no futuro, bem como com carros dirigidos por um motorista humano, em estradas reais.

"Os carros autônomos podem resolver muitos problemas diferentes associados à direção nas cidades, mas deve haver uma maneira de trabalhar juntos", diz Michael He, co-autor e estudante de graduação do St. Johns College, que desenvolveu os algoritmos para esse experimento.

"Se vários fabricantes de automóveis estão desenvolvendo seus próprios veículos não tripulados com software proprietário, todos esses carros devem interagir efetivamente entre si", disse Nicholas Hildmar, também co-autor e estudante de graduação no Downing College, que projetou a maior parte do hardware para o experimento.

Esses dois alunos concluíram seu projeto de pesquisa de graduação no verão de 2018 no laboratório da Dra. Amanda, a Profeta do Departamento de Ciência e Tecnologia da Computação de Cambridge.

Muitos testes existentes para vários carros autônomos sem motorista são realizados em formato digital ou em modelos de grande escala, que são grandes demais ou caros demais para realizar experimentos em uma frota de veículos.

Começando com modelos de baixo custo e grande escala de carros disponíveis comercialmente com sistemas de direção realistas, os pesquisadores de Cambridge adaptaram carros com sensores de captura de movimento e o Raspberry Pi para que os carros possam se comunicar via Wi-Fi.

Em seguida, eles adaptaram o algoritmo de mudança de faixa em veículos não tripulados para trabalhar com a frota. O algoritmo original decidiu quando o carro deveria mudar de faixa, com base na segurança de fazê-lo e se a alteração da faixa do carro ajudaria a se mover mais rapidamente na estrada. O algoritmo adaptado permite que os carros sejam mais densos ao mudar de faixa e adiciona um limite de segurança para evitar acidentes em baixas velocidades. O segundo algoritmo permitiu que os carros detectassem um carro na frente e liberassem espaço.

Em seguida, eles testaram a frota nos modos de condução "egocêntrico" e "cooperativo", usando direção normal e agressiva, e observaram como a frota reagia a um carro parado. No modo normal, a direção cooperativa melhorou o fluxo de tráfego em 35% em comparação com a direção egocêntrica, enquanto no modo agressivo - em 45%. Os pesquisadores então testaram como uma frota reage a um carro dirigido por uma pessoa com um joystick.

"Nosso design nos permite realizar uma ampla gama de experimentos práticos e baratos em carros autônomos", disse o Profeta. "Para o uso seguro de carros autônomos em estradas reais, precisamos saber como eles irão interagir entre si para melhorar a segurança e otimizar o tráfego".

Em trabalhos posteriores, os pesquisadores planejam usar a frota para testar sistemas multi-veículos em cenários mais complexos, incluindo estradas com um grande número de faixas, cruzamentos e também planejam trabalhar com uma ampla gama de tipos de veículos.


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