Augmented reality-teknik kan påskynda testning av anslutna och automatiserade fordon med 1, 000 till 100, 000 gånger, och minska ytterligare testkostnader – utöver priset på fysiska fordon – till nästan noll, enligt en ny vitbok publicerad av Mcity.

Augmented reality kombinerar den verkliga världen med en virtuell värld för att skapa en snabbare, mer effektiv och ekonomisk metod för att testa anslutna och automatiserade fordon vid University of Michigans Mcity Test Facility.

Denna unika testmetod beskrivs i den nya vitboken, publiceras idag. Mcity är ett UM-ledd offentlig-privat partnerskap som arbetar för att främja utvecklingen av uppkopplade och automatiserade fordon.

"För att allmänheten ska acceptera och allmänt anta förarlösa fordon, vi måste kunna bevisa att de är säkra och pålitliga, "sa Henry Liu, en författare till tidningen.

Liu är professor i civil- och miljöteknik, och forskningsprofessor vid U-M Transportation Research Institute.

"Detta kräver rigorösa och omfattande tester som annars skulle ta mer än ett decennium att genomföra, ", sa Liu. "Augmented reality-testning är inte bara effektivare, det är säkrare och kommer att tillåta oss att säkerställa att förarlösa fordon fungerar pålitligt med förmågan att förhindra och undvika krascher."

En fungerande kombination

Liu och hans team lånade från videospel och andra virtuella teknologier för att skapa en förstärkt verklighetsmiljö där riktiga fordon i säkerheten i UM:s Mcity Test Facility kan interagera med och reagera på datorgenererade fordon i realtid genom ansluten fordonskommunikation.

Testanläggningen, ligger på UM:s norra campus i Ann Arbor, har mer än 16 tunnland vägar och trafikinfrastruktur. Markerna inkluderar stads- och förortsgator med korsningar, flera körfältskonfigurationer, trottoarer, trafikskyltar och signaler, simulerade byggnader, cykelbanor med mera.

Forskare kan skapa testscenarier och interaktioner mellan testfordon och datorgenererade fordon från Michigan Traffic Laboratory vid UMTRI. Trafiklabbet är också kontrollcenter för Mcity Test Facility.

Enligt vitboken, en observatör av ett sådant test kan se ett testfordon närma sig ett trafikljus och stanna flera meter utanför korsningen för att undvika att backa en datorgenererad bil som redan stannat vid ljuset.

De datorgenererade virtuella trafikelementen sänds till Mcity-testfordon med en patentsökt, säkra, trådlös teknologi för att tillåta både verkliga och virtuella fordon att kommunicera med varandra och med testbanans infrastruktur. Denna patentsökta teknik utvecklades av Liu och Yiheng Feng, assisterande forskare vid UMTRI.

"Vårt nya förfarande visar stor potential att påskynda och minska kostnaderna för testning, " Sa Liu. "Det har också den extra fördelen att vi kan bygga ett virtuellt bibliotek med datorgenererade trafikscenarier som kan praktiseras utan risk för skada eller mänskliga skador."

Att besegra utmaningar

Forskare testar nu helautomatiska fordon med hjälp av tre metoder:testning med sluten kurs; datorgenererade simuleringar; och köra fordon eller komponenter på allmänna vägar. Men att testa denna nya teknik på allmänna vägar har juridiska risker, exponering för skulder, och omsorg om allmän säkerhet.

Från 2014 till 2017, 11 leverantörer och tillverkare rapporterade 26 krascher när de testade självkörande teknik på allmänna vägar i Kalifornien, enligt vitboken. År 2018, en kvinna i Arizona dödades av ett förarlöst fordon som kördes av Uber när hon gick sin cykel över en gata.

Att utveckla automatiserade fordon kommer också med ytterligare utmaningar jämfört med konventionella, förarstyrda bilar och lastbilar. Utöver tester för pålitlighet och passagerarsäkerhet, förarlösa fordon måste arbeta för att förebygga och undvika olyckor. Detta kräver att man testar otaliga kraschscenarier, inklusive de som sällan förekommer med konventionella fordon.

Enligt National Highway Traffic Safety Administration, en olycka som är allvarlig nog att polisanmäla – en som resulterade i minst 1 USD, 000 värda av skada - inträffar en gång på 530, 000 mils körning. En dödsolycka inträffar vanligtvis en gång på 100 miljoner mil.

"De flesta strategier för att testa automatiserade fordon idag saknar vad som behövs för att säkerställa den säkerhet som krävs för att göra förarlös teknik lönsam, " sa Huei Peng, direktör för Mcity och Roger L. McCarthy professor i maskinteknik vid U-M. "Augmented reality-miljön på Mcity Test Facility tar oss ett steg närmare genom att erbjuda omfattande, gränslösa testscenarier som kan genomföras på kortare tid. Det betyder att testet går snabbare, billigare, och säkrare."

Vitboken heter, "Real World Meets Virtual World:Augmented Reality gör testning av förarlösa fordon snabbare, Säkrare, och billigare." Forskarna har ansökt om patentskydd.