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Sim-on-Wheels: Eine neue Ära im Testen von autonomem Fahren

Ein sicheres System zum Testen von selbstfahrenden Autos in realen Szenarien mit virtuellen Herausforderungen.

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Inhaltsverzeichnis

Sim-on-Wheels ist ein neues System, das entwickelt wurde, um sicher zu testen, wie Selbstfahrende Autos in realen Situationen reagieren, in denen Sicherheit wichtig ist. Es läuft auf echten selbstfahrenden Fahrzeugen und kombiniert das Fahren in der echten Welt mit Computersimulationen, um verschiedene Verkehrsszenarien zu erstellen. Das heisst, während das Auto auf der Strasse unterwegs ist, kann es virtuellen Herausforderungen gegenüberstehen, ohne dass jemand in Gefahr gerät.

Die Herausforderung beim Testen von selbstfahrenden Autos

Zu bewerten, wie selbstfahrende Autos in riskanten Situationen abschneiden, war immer schwierig. Tests in der echten Welt können gefährliche Situationen schaffen und Menschen in Gefahr bringen. Andererseits können Computersimulationen diese Szenarien möglicherweise nicht genau nachbilden, was zu unzuverlässigen Ergebnissen führt. Sim-on-Wheels zielt darauf ab, einen Mittelweg zwischen diesen beiden Ansätzen zu finden.

Bei Sim-on-Wheels läuft die selbstfahrende Software auf echten Autos, aber Verkehrssituationen werden durch das Hinzufügen virtueller Menschen und Objekte erstellt. So kann das Auto gefährlichen Bedingungen begegnen, ohne jemanden in Gefahr zu bringen. Die Bewertungen beinhalten auch, wie das Auto reagiert, wenn es die Kontrolle verlieren würde. Das System zeigt vielversprechende Ansätze, um selbstfahrende Technologie in schwierigen Situationen sicher zu testen.

Eigenschaften von Sim-on-Wheels

Sim-on-Wheels ist so konzipiert, dass es sicher, realistisch und benutzerfreundlich ist. Es ermöglicht Forschern, selbstfahrende Autos in einer kontrollierten Umgebung zu testen, in der echte Risiken minimiert werden. Dieser innovative Ansatz ermöglicht es uns, zu beobachten, wie gut ein selbstfahrendes Fahrzeug auf verschiedene Herausforderungen reagieren kann, während die Sicherheit aller Beteiligten gewährleistet ist.

Das System umfasst mehrere wichtige Elemente:

  1. Realistische Sensoren: Das Auto ist mit fortschrittlichen Sensoren ausgestattet, um Echtzeitdaten über seine Umgebung zu sammeln.
  2. Physik-Simulation: Sim-on-Wheels verwendet präzise Modelle, um zu simulieren, wie sich Objekte im realen Leben verhalten.
  3. Interaktionsschleife: Das System ermöglicht sofortiges Feedback zwischen dem Fahrzeug und der Umgebung, was ein geschlossenes System schafft.

Einschränkungen der aktuellen Testmethoden

Momentan gibt es keine standardisierte Methode zur Bewertung von selbstfahrenden Autos, was zu einer Mischung aus realen Tests, Datensammlung und Simulationen führt. Tests in der echten Welt können teuer und riskant sein, während Computersimulationen oft nicht die Komplexität des realen Fahrens wiedergeben.

Deshalb kann das Testen in bestimmten Szenarien problematisch und ethisch fragwürdig sein. Auf der anderen Seite sind Computersimulationen sicherer, aber oft fehlt ihnen der Realismus, um die Sicherheit in extremen Situationen zu gewährleisten. Sim-on-Wheels kombiniert sowohl Tests in der echten Welt als auch Computersimulationen, was effektive Bewertungen ohne zusätzliche Risiken ermöglicht.

Wie Sim-on-Wheels funktioniert

In Sim-on-Wheels wird die Technologie des selbstfahrenden Fahrzeugs mit Bildern aus der realen Welt getestet, die dann verändert werden, um verschiedene Verkehrssituationen darzustellen. Das Auto reagiert auf diese Änderungen, als wären sie echte Ereignisse. So können Forscher die Sicherheit und Effizienz des Systems in Echtzeit bewerten.

Erstellung von sicherheitskritischen Szenarien

Das System umfasst eine Sammlung gefährlicher Fahrsituationen, die auf realen Ereignissen basieren, die auf der Strasse vorkommen. Diese Szenarien beinhalten häufige Probleme wie Hindernisse auf der Strasse und Personen, die unerwartet überqueren. Sie sind so konzipiert, dass sie reproduzierbar sind, was bedeutet, dass Forscher dieselbe Situation mehrere Male testen können, um die Ergebnisse zu analysieren.

Forscher können verschiedene Parameter in diesen Szenarien anpassen, wie die Geschwindigkeit von Fussgängern und die Arten von Hindernissen, was umfassende Tests ohne Lebensgefahr ermöglicht.

Echtzeit-Rendering für realistische Bewertungen

Ein wesentlicher Teil von Sim-on-Wheels ist das Echtzeit-Rendering virtueller Hindernisse und Verkehrsevents in den Kamerafeed des selbstfahrenden Autos. Das bedeutet, dass das Auto immer realistische Daten über seine Umgebung erhält, was sicherstellt, dass es angemessen auf reale und virtuelle Herausforderungen reagiert.

Die Effektivität des Systems liegt darin, wie gut es die tatsächlichen Fahrbedingungen simulieren kann, einschliesslich Details wie Beleuchtung und Schatten, sodass das Auto sich so verhält, wie es in einer realen Situation der Fall wäre.

Bewertung der Technologie für selbstfahrende Fahrzeuge

Um zu beurteilen, wie gut das selbstfahrende Auto mit gefährlichen Situationen umgeht, verwendet Sim-on-Wheels spezifische Kennzahlen. Dazu gehören die Zeit, die benötigt wird, um ein Ziel zu erreichen, wie oft Kollisionen auftreten und die Distanz, die benötigt wird, um sicher zu stoppen. Durch die Analyse dieser Faktoren können Forscher besser verstehen, wie verschiedene selbstfahrende Technologien unter Druck abschneiden.

Vergleich verschiedener Ansätze

Innerhalb von Sim-on-Wheels werden zwei Haupttypen von selbstfahrenden Systemen getestet: modulare und End-to-End-Systeme. Das modulare System zerlegt die Fahraufgabe in kleinere Teile, was grössere Interpretierbarkeit und Flexibilität ermöglicht. Der End-to-End-Ansatz hingegen verbindet direkt Sensordaten mit Fahrbefehlen und bietet eine unkompliziertere, aber weniger transparente Methode der Bedienung.

Beide Ansätze wurden rigorosen Tests in verschiedenen Szenarien unterzogen, wobei die Ergebnisse zeigen, dass das modulare System im Allgemeinen sicherer ist, das End-to-End-System jedoch manchmal schneller auf Situationen reagieren kann. Beide haben ihre Stärken und Schwächen, weshalb es wichtig ist, sie in realistischen Umgebungen zu bewerten.

Die Bedeutung von Realismus beim Testen

Das Testen von selbstfahrenden Autos muss reale Bedingungen widerspiegeln, um ihre Wirksamkeit sicherzustellen. Sim-on-Wheels bietet eine Möglichkeit, dies genau zu bewerten, indem realistische Szenarien erstellt werden, die zeigen, wie ein Fahrzeug auf verschiedene Herausforderungen reagieren würde.

Durch diese Tests auf sichere und kontrollierte Weise können Forscher die Leistung selbstfahrender Autos analysieren, ohne die ethischen Bedenken im Zusammenhang mit Tests in der echten Welt. Die von Sim-on-Wheels geschaffenen Szenarien können die Grenzen dessen, was selbstfahrende Technologie bewältigen kann, ausloten, was letztendlich zu sichereren Fahrzeugen auf der Strasse führt.

Ergebnisse und zukünftige Richtungen

Die Ergebnisse der Tests zeigen, dass das modulare System oft besser Kollisionen vermeidet als das End-to-End-System, während letzteres im Allgemeinen schneller Ziele erreicht. Das hebt die Bedeutung der Wahl des richtigen Systems je nach gewünschtem Ergebnis hervor.

In Zukunft zielt Sim-on-Wheels darauf ab, die fortlaufende Entwicklung autonomer Fahrtechnologien zu unterstützen, indem es einen zuverlässigen Massstab für Forscher bietet. Das System wird für andere verfügbar gemacht, damit sie daran arbeiten und es verbessern können, was zur allgemeinen Weiterentwicklung der selbstfahrenden Technologie beiträgt.

Fazit

Sim-on-Wheels stellt einen bedeutenden Schritt nach vorne bei der Bewertung von selbstfahrenden Fahrzeugen dar. Durch die Kombination von Tests in der echten Welt mit Computersimulationen schafft es eine sichere und realistische Umgebung zur Bewertung selbstfahrender Technologien. Während die Forscher weiterhin das System verfeinern und erweitern, hat es grosses Potenzial, die Sicherheit und Zuverlässigkeit des autonomen Fahrens voranzutreiben.

Originalquelle

Titel: Sim-on-Wheels: Physical World in the Loop Simulation for Self-Driving

Zusammenfassung: We present Sim-on-Wheels, a safe, realistic, and vehicle-in-loop framework to test autonomous vehicles' performance in the real world under safety-critical scenarios. Sim-on-wheels runs on a self-driving vehicle operating in the physical world. It creates virtual traffic participants with risky behaviors and seamlessly inserts the virtual events into images perceived from the physical world in real-time. The manipulated images are fed into autonomy, allowing the self-driving vehicle to react to such virtual events. The full pipeline runs on the actual vehicle and interacts with the physical world, but the safety-critical events it sees are virtual. Sim-on-Wheels is safe, interactive, realistic, and easy to use. The experiments demonstrate the potential of Sim-on-Wheels to facilitate the process of testing autonomous driving in challenging real-world scenes with high fidelity and low risk.

Autoren: Yuan Shen, Bhargav Chandaka, Zhi-hao Lin, Albert Zhai, Hang Cui, David Forsyth, Shenlong Wang

Letzte Aktualisierung: 2023-06-14 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2306.08807

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.08807

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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