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Avances en conducción autónoma con SuperDriver AI

SuperDriver AI busca vehículos autónomos más seguros a través del aprendizaje basado en datos.

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Conducir de forma autónoma es cuando un vehículo puede manejarse solo sin ayuda humana. Aunque esta idea se ha estudiado durante muchos años, aún no hemos llegado ahí, especialmente en las carreteras públicas. Pueden pasar muchas cosas en la carretera debido a otros conductores y peatones que pueden complicar la operación segura de los coches autónomos.

El Sistema SuperDriver AI

Un sistema que trabaja para lograr una conducción autónoma segura se llama SuperDriver AI. Este sistema usa Redes Neuronales Profundas (DNNs) para aprender a conducir observando cómo se comportan los conductores humanos expertos. Haciendo esto, el sistema puede tomar decisiones sobre cómo girar, acelerar y frenar, mientras garantiza la seguridad en la carretera.

Recolección de Datos y Aprendizaje

Para que SuperDriver AI sea efectivo, se necesita mucha data. Esta información proviene de situaciones de conducción del mundo real, donde los conductores humanos recopilan datos a través de cámaras y sensores instalados en el vehículo. El sistema aprende de estos datos para entender cómo navegar diferentes situaciones de tráfico, como cuándo detenerse por peatones o cómo lidiar con obstáculos.

Desafíos que Enfrentan los Vehículos Autónomos

Hay dos desafíos principales que enfrentan los vehículos autónomos en la carretera:

  1. Cooperación con Conductores Humanos: A menudo, los conductores humanos pueden no seguir las reglas a la perfección. Por ejemplo, pueden hacer movimientos repentinos o violar señales de tráfico. Los vehículos autónomos necesitan interpretar estas acciones correctamente para garantizar la seguridad.

  2. Situaciones Inesperadas en la Carretera: Las carreteras pueden cambiar debido a obras, accidentes u otros problemas imprevistos. El sistema de auto-conducción debe ser capaz de ajustarse a estas nuevas condiciones, que a veces pueden ser muy diferentes de lo que ha aprendido.

Cómo Funciona SuperDriver AI

SuperDriver AI toma imágenes de las cámaras y las procesa para averiguar las mejores acciones de conducción. El sistema analiza estas imágenes en tiempo real y genera comandos que controlan la dirección, el frenado y la aceleración del vehículo.

Aprendiendo de Conductores Humanos

El sistema se entrena usando datos de conductores humanos. Esto significa que aprende a actuar como un conductor humano imitando sus movimientos y decisiones. Debido a que el entrenamiento se basa en la conducción real, está diseñado para responder bien a los tipos de situaciones que un humano podría encontrar.

Arquitectura del Sistema

La arquitectura de SuperDriver AI se basa en dos fases principales:

  1. Recolección de Datos: Esta fase implica juntar datos de conducción de conductores humanos usando cámaras y varios sensores. Se monitorea el rendimiento del vehículo para recopilar acciones de conducción útiles.

  2. Despliegue en el Mundo Real: Una vez que se recopilan los datos y se entrena el modelo, el sistema se prueba en escenarios del mundo real. Esto es crucial para asegurar que el modelo funcione eficazmente fuera de un entorno controlado.

El Modelo Slit

Para mejorar la fiabilidad del sistema, se introduce una técnica especial llamada modelo slit. Este modelo ayuda al sistema a manejar problemas como la desalineación de sensores o los retrasos en las respuestas del hardware. Al simular errores potenciales, el sistema aprende a adaptarse y seguir funcionando correctamente, incluso cuando las cosas no salen como se planeó.

Cómo Funciona el Modelo Slit

En el modelo slit, se recortan partes de la vista de la cámara para crear nuevos datos de entrenamiento. Esto ayuda al sistema a aprender a recuperarse de situaciones donde podría desviarse de su camino previsto. Esencialmente, prepara al vehículo para manejar pequeños errores que pueden ocurrir en la vida real.

Importancia de las Explicaciones Visuales

Entender cómo un sistema de conducción autónoma toma decisiones puede ser complejo. Ahí es donde entran los módulos de Atención Visual. Estos módulos nos ayudan a ver en qué partes del entorno se está enfocando el sistema al tomar decisiones de conducción.

Usando Atención Visual

Al implementar tecnología que observa áreas importantes en las imágenes, SuperDriver AI puede proporcionar información sobre su proceso de toma de decisiones. Por ejemplo, cuando el vehículo se acerca a una esquina, el sistema puede indicar en qué obstáculos o señales de tráfico se está enfocando para determinar su próximo movimiento. Esto no solo mejora la seguridad, sino que también genera confianza en la tecnología.

Pruebas en el Mundo Real

SuperDriver AI ha sido probado en condiciones del mundo real para ver qué tan bien funciona. Un vehículo equipado con esta tecnología ha conducido en carreteras con varios escenarios de tráfico, y los resultados han sido prometedores. Al recopilar datos de estas pruebas, el equipo detrás de SuperDriver AI puede refinar el sistema y abordar cualquier problema que surja.

Proceso de Recolección de Datos

Para recopilar datos útiles, un vehículo está equipado con varios sensores y cámaras, lo que le permite capturar información sobre el entorno de conducción. Un sistema en la nube carga los datos automáticamente después de cada conducción. Esto facilita el análisis y la mejora del sistema a lo largo del tiempo.

Técnicas de Evaluación

Una vez que se recopilan los datos, se utilizan para evaluar qué tan bien está funcionando SuperDriver AI. Las respuestas del sistema a las entradas de dirección se comparan con las acciones deseadas para asegurar que opere de manera suave y precisa.

Desarrollos Futuros

De cara al futuro, el equipo detrás de SuperDriver AI planea mejorar aún más sus capacidades. Su objetivo es ampliar el modelo para manejar situaciones de conducción más complejas. La meta es asegurar que el sistema pueda trabajar de manera efectiva junto a vehículos conducidos por humanos a medida que los coches autónomos se vuelven más comunes.

Entendiendo los Vehículos Alrededor

Otra área de investigación implica averiguar cómo SuperDriver AI puede entender mejor las intenciones de otros conductores en la carretera. Esto es crucial para las interacciones seguras entre coches autónomos y conductores humanos.

Conclusión

Los avances en la tecnología de conducción autónoma, como los que se ven con SuperDriver AI, muestran el potencial para una conducción más segura y eficiente en el futuro. Con investigación continua y pruebas en el mundo real, se espera que eventualmente se traigan vehículos completamente autónomos a las carreteras públicas.

Al enfocarse en la colaboración con conductores humanos y adaptarse a situaciones inesperadas, sistemas como SuperDriver AI representan pasos significativos hacia hacer realidad los coches de auto-conducción. La combinación de aprender de los comportamientos humanos, modelos de diseño robustos y explicaciones visuales llevará a vehículos autónomos más seguros y confiables.

Fuente original

Título: SuperDriverAI: Towards Design and Implementation for End-to-End Learning-based Autonomous Driving

Resumen: Fully autonomous driving has been widely studied and is becoming increasingly feasible. However, such autonomous driving has yet to be achieved on public roads, because of various uncertainties due to surrounding human drivers and pedestrians. In this paper, we present an end-to-end learningbased autonomous driving system named SuperDriver AI, where Deep Neural Networks (DNNs) learn the driving actions and policies from the experienced human drivers and determine the driving maneuvers to take while guaranteeing road safety. In addition, to improve robustness and interpretability, we present a slit model and a visual attention module. We build a datacollection system and emulator with real-world hardware, and we also test the SuperDriver AI system with real-world driving scenarios. Finally, we have collected 150 runs for one driving scenario in Tokyo, Japan, and have shown the demonstration of SuperDriver AI with the real-world vehicle.

Autores: Shunsuke Aoki, Issei Yamamoto, Daiki Shiotsuka, Yuichi Inoue, Kento Tokuhiro, Keita Miwa

Última actualización: 2023-05-14 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2305.10443

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.10443

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

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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