西北大学研发新算法 保障自动驾驶汽车行驶

浏览次数:收录时间:2020-03-05 17:01
【内容提要】自动驾驶汽车要变成日常的交通工具,就需要安全、完美地在彼此之间行驶,而不会撞车或造成交通堵塞。据外媒报道,为了实现这一目标,西北大学(Northwestern Uni

自动驾驶汽车要变成日常的交通工具,就需要安全、完美地在彼此之间行驶,而不会撞车或造成交通堵塞。据外媒报道,为了实现这一目标,西北大学(Northwestern University)的研究人员开发了一种分布式算法,能保证自动驾驶汽车顺利行驶。

西北大学研发新算法 保障自动驾驶汽车行驶

图片来源:西北大学

研究人员利用1024个机器人和100个真实机器人集群,在实验室进行模拟,对该算法进行了测试。在不到一分钟的时间里,这些机器人可靠、安全、高效地聚集在一起,组成预定的队形。

该项研究的负责人、来自西北大学的Michael Rubenstein表示,“如果路上有很多自动驾驶汽车,人们肯定不希望它们相撞或陷入拥堵。通过了解如何控制我们的群机器人形成队形,我们可以了解如何在自动驾驶汽车互动时对他们进行控制。”

与一个大型机器人或者或配备一个领头机器人的一群机器人相比,一群小型机器人的优势是缺乏集中控制,而这是导致失败的关键因素。此种分散算法其实是一种故障保险。

Rubenstein 表示,“如果系统是集中型的,一旦机器人停止工作,那么整个系统就会失灵。而在分散的系统中,没有领头的机器人告诉所有其他机器人该做什么,每个机器人都有自己的决策。如果群体中一个机器人失败了,这个群体仍然可以完成任务。”

尽管如此,为了避免碰撞和堵塞,机器人还是需要互相协调。为此,该算法将机器人所在的地面视为网格。通过使用类似GPS的技术,每个机器人都知道自己在网格中的位置。在决定移动之前,每个机器人都使用传感器与相邻的机器人通信,以确定网格中其附近的位置是否被占用。Rubenstein表示,“只有确定某个位置没有被占用,并且其他机器人不会移动到该位置时,机器人才会移动过去。它们很小心,会提前预留位置。”

即使需要进行精心协调,机器人仍然能够通信,并迅速移动形成队形。为此,Rubenstein使机器人只能感知邻近的机器人。Rubenstein解释说,“机器人只能感知三到四个距离最近的机器人,无法看到整个群,这使得扩展系统更容易。这些机器人在没有全局信息的情况下进行局部决策。”

在该机器人群中,100个机器人可以在一分钟内协调形成特定队形。而在以往的一些方法中,可能需要整整一个小时。Rubenstein认为该算法有望用于无人驾驶汽车车队和自动化仓库。

他表示,“大公司的仓库里有数百个机器人,它们所做的工作与我们的机器人在实验室里做的工作类似。大公司需要确保这些机器人不会互相碰撞,并尽可能快速地移动到交货地点。”




回到顶部