Självkörande bilar förhandlar i trafikkorsningen

I videon ser vi hur tre bilar möts i en trafikkorsning, i 50 km/timmen, och passerar korsningen nästan samtidigt. De självkörande bilarna är inledningsvis på kollisionskurs, men förhandlar med varandra och anpassar sina hastigheter så att kollisioner undviks och trafikflödet maximeras.


I dagens trafiksystem är korsningar speciellt svåra och riskfyllda platser. Många bilar behöver passera samma yta och för att undvika olyckor finns trafikljus, skyltar och regler. Tyvärr leder detta till att trafikflödet bromsas upp och köer uppstår, samtidigt som energiförbrukningen ökar. Med kommunicerande självkörande fordon finns en stor potential för förbättring och många problem skulle kunna lindras.

Demonstrationen som syns i videon är utförd på AstaZero testbana av en grupp forskare från Chalmers. När de självkörande fordonen närmar sig korsningen kommunicerar de sin rutt och hastighet till övriga fordon och ett gemensamt beslut tas om hur de ska passera korsningen på ett optimalt sätt.

– Dagens trafiksystem är både olycksdrabbat och ineffektivt. Ofta tvingas fordonen stanna helt i onödan. Med vår metod kan vi automatiskt hitta den mest energieffektiva och säkra lösningen. Till exempel kan det innebära att ett mindre fordon accelererar något genom korsningen för att en lastbil ska slippa sakta ner, säger Robert Hult, forskare på institutionen Elektroteknik.

Beslutsprocessen är mycket snabb och upprepas allteftersom bilarna närmar sig korsningen för att kunna anpassas efter oförutsedda händelser. Forskarnas metod är utvecklad för att främja ett effektivt trafikflöde och tekniken är skalbar och går att tillämpa på fler än tre bilar.

Hur känns det att sitta i en självkörande bil som passerar en annan med så små marginaler?
– Passagerarens upplevelse måste naturligtvis beaktas, och även om komforten var väldigt god kändes det lite obehagligt till att börja med. Efter att ha åkt med ett par gånger blev det dock väldigt naturligt, säger Mario Zanon, forskare på institutionen för Elektroteknik.

Forskningen involverar flera forskargrupper på Chalmers och ingår även som en del i forskningsprojektet Copplar. Copplar står för CampusShuttle cooperative perception and planning platform, och har som mål att utveckla ett självkörande fordon för stadstrafik, och oavsett väderförhållanden, som ska kunna köras mellan Chalmers två campus Johanneberg och Lindholmen.
 

Resultaten har publicerats:
Primal decomposition of the optimal coordination of vehicles at traffic intersections
Robert Hult; Mario Zanon; Sébastien Gros; Paolo Falcone, Chalmers University of Technology

An asynchronous Algorithm for Optimal Coordination at Traffic Intersections
Mario Zanon; Sébastien Gros; Paolo Falcone; Henk Wymeersch, Chalmers University of Technology

Forskningen har finansierats av Vetenskapsrådet, Fordonsstrategisk forskning och innovation (FFI), Copplar och Chalmers Styrkeområde Transport. Demonstrationen genomfördes med hjälp från Volvo Cars, Fengco Real Time Control och Leica Geosystems.

KontaKt:
Institutionen Elektroteknik, Avdelning System- och reglerteknik
Robert Hult, doktorand, robert.hult@chalmers.se
Mario Zanon, postdoc, mario.zanon@chalmers.se
Sébastien Gros, docent, grosse@chalmers.se
Paolo Falcone, docent, paolo.falcone@chalmers.se

Publicerad: ti 16 maj 2017. Ändrad: ti 30 maj 2017