Une flotte de voitures sans conducteur travaillant ensemble pour assurer la fluidité de la circulation peut améliorer la fluidité globale du trafic d'au moins 35 %, des chercheurs ont montré.

Les chercheurs, de l'Université de Cambridge, programmé une petite flotte de voitures robotiques miniatures pour rouler sur une piste à plusieurs voies et observé comment le flux de trafic changeait lorsque l'une des voitures s'arrêtait.

Lorsque les voitures ne roulaient pas en coopération, toutes les voitures derrière la voiture arrêtée devaient s'arrêter ou ralentir et attendre un trou dans la circulation, comme cela se produirait généralement sur une vraie route. Une file d'attente s'est rapidement formée derrière la voiture arrêtée et la circulation générale a été ralentie.

Cependant, lorsque les voitures communiquaient entre elles et roulaient en coopération, dès qu'une voiture s'est arrêtée dans la voie intérieure, il a envoyé un signal à toutes les autres voitures. Les voitures de la voie extérieure qui se trouvaient à proximité immédiate de la voiture arrêtée ont ralenti légèrement de sorte que les voitures de la voie intérieure ont pu dépasser rapidement la voiture arrêtée sans avoir à s'arrêter ou à ralentir considérablement.

En outre, lorsqu'un conducteur contrôlé par l'homme a été mis sur la « route » avec les voitures autonomes et s'est déplacé sur la piste de manière agressive, les autres voitures ont pu céder le passage pour éviter le conducteur agressif, l'amélioration de la sécurité.

Les résultats, qui sera présenté aujourd'hui à la Conférence internationale sur la robotique et l'automatisation (ICRA) à Montréal, sera utile pour étudier comment les voitures autonomes peuvent communiquer entre elles, et avec des voitures contrôlées par des conducteurs humains, sur de vraies routes à l'avenir.

« Les voitures autonomes pourraient résoudre de nombreux problèmes différents liés à la conduite en ville, mais il doit y avoir un moyen pour eux de travailler ensemble, " a déclaré le co-auteur Michael He, un étudiant de premier cycle au St John's College, qui a conçu les algorithmes de l'expérience.

« Si différents constructeurs automobiles développent tous leurs propres voitures autonomes avec leur propre logiciel, ces voitures ont toutes besoin de communiquer efficacement entre elles, " a déclaré le co-auteur Nicholas Hyldmar, un étudiant de premier cycle au Downing College, qui a conçu une grande partie du matériel pour l'expérience.

Les deux étudiants ont terminé les travaux dans le cadre d'un projet de recherche de premier cycle à l'été 2018, dans le laboratoire du Dr Amanda Prorok du Département d'informatique et de technologie de Cambridge.

De nombreux tests existants pour plusieurs voitures autonomes sans conducteur sont effectués numériquement, ou avec des maquettes trop grandes ou trop chères pour réaliser des expérimentations en intérieur avec des flottes de voitures.

En commençant par des modèles réduits bon marché de véhicules disponibles dans le commerce avec des systèmes de direction réalistes, les chercheurs de Cambridge ont adapté les voitures avec des capteurs de capture de mouvement et un Raspberry Pi, pour que les voitures puissent communiquer via wifi.

Ils ont ensuite adapté un algorithme de changement de voie pour les voitures autonomes afin qu'il fonctionne avec une flotte de voitures. L'algorithme d'origine décide quand une voiture doit changer de voie, selon qu'il est sécuritaire de le faire et si le fait de changer de voie aiderait la voiture à se déplacer plus rapidement dans la circulation. L'algorithme adapté permet aux voitures d'être plus serrées lors des changements de voie et ajoute une contrainte de sécurité pour éviter les accidents lorsque les vitesses sont faibles. Un deuxième algorithme a permis aux voitures de détecter une voiture projetée devant elle et de faire de la place.

Ils ont ensuite testé la flotte en modes de conduite « égocentrique » et « coopératif », en utilisant à la fois des comportements de conduite normaux et agressifs, et observé comment la flotte a réagi à une voiture arrêtée. En mode normal, la conduite coopérative a amélioré la fluidité du trafic de 35% par rapport à la conduite égocentrique, tandis que pour la conduite agressive, l'amélioration était de 45 %. Les chercheurs ont ensuite testé comment la flotte réagissait à une seule voiture contrôlée par un humain via un joystick.

"Notre conception permet une large gamme de pratiques, des expérimentations low-cost à réaliser sur des voitures autonomes, " a déclaré Prorok. "Pour que les voitures autonomes soient utilisées en toute sécurité sur de vraies routes, nous devons savoir comment ils vont interagir les uns avec les autres pour améliorer la sécurité et la fluidité de la circulation."

Dans les travaux futurs, les chercheurs prévoient d'utiliser la flotte pour tester des systèmes multi-voitures dans des scénarios plus complexes, y compris des routes avec plus de voies, intersections et un plus large éventail de types de véhicules.