Mục đích chính của các theo dõi làn đường là để duy trì một trạng thái thông suốt của làn đường. Để làm được như vậy, hệ thống sử dụng cả hai vạch tâm đường dự kiến được tạo ra bởi các ước tính vạch tâm đường và một ước tính ưu tiên từ RNDF.
Hệ thống xây dựng và duy trì đại diện của tuyến đường trong một bán kính cố định là 75 m. Vạch tâm đường của mỗi làn xe được mô phỏng như một đường cong tuyến tính từng phần, với các điểm điều khiển cách nhau khoảng 2m. Từng điểm điều khiển được đưa ra một giá trị vô hướng tin cậy để chắc chắn việc ước tính theo dõi làn đường tại thời điểm đó.
Vạch tâm đường được tạo ra, theo dõi làn đường kết hợp với ước tính vạch tâm đường. Nếu kết hợp thành công, các vạch tâm đường dự kiến được sử dụng để cập nhật các ước tính làn đường. Để xác định liệu một vạch tâm đường dự kiến (c) có phù hợp cho việc theo dõi làn đường (l), đoạn dài nhất (sc) của các vạch tâm đường dự kiến được xác định sao cho tất cả các điểm trên sc nằm trong khoảng cách tối đa từ τ đến l. Sau đó hệ thống kết hợp với số điểm m (c, l) như sau:
Trong đó d(p, l) là khoảng cách từ một điểm p đến làn đường l.Nếu sc đủ dài và chặt chẽ thì ước tính này được coi là một kết hợp tốt. MIT lựa chọn các kết hợp trên cơ sở giả thiết rằng chiếc xe di chuyển, các phần thay đổi của một làn đường mà nó quan sát thông suốt theo thời gian và phần không quan sát được trước đó sẽ không ảnh hưởng xấu đến sự kết hợp.
Khi một vạch tâm đường dự kiến được kết hợp với việc theo dõi làn đường, nó được sử dụng để cập nhật các ước tính làn đường để lập bản đồ các điểm kiểm soát, mỗi lần cập nhật, các giá trị tin cậy của các điểm kiểm soát tăng lên, nếu giá trị tin cậy của một điểm điều khiển giảm xuống dưới một ngưỡng thì vị trí đó được loại bỏ và được tính toán lại.
CHƯƠNG III:
CẤU TRÚC HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ẢNH TRÊN XE BOSS.
3.1. Giới thiệu.
Đội Tartan Racing đã phát triển chiếc xe tự lái Boss, dựa trên chiếc xe nguyên mẫu Chevrolet Tahoe để tham gia cuộc thi thách thức đô thị UCE DARPA. Chiếc xe được thiết kế, kết hợp nhiều cảm biến LIDAR, radar, tầm nhìn để tự di chuyển an toàn trong đô thị. Ở cuộc thi này, Boss đã xuất sắc giành vị trí thứ nhất với số tiền thưởng lên đến 2 triệu USD[10].
Hình 3.1: Xe tự lái Boss của Tartan Racing, được thiết kế trên chiếc xe nguyên mẫu Chevrolet Tahoe.
3.2. Cấu trúc tổng thể của hệ thống.
Behavior Generation:
Định nghĩa một cách có hệ thống các vấn đề cho Motion Planning giải quyết trên cơ sở thông tin chiến lược được cung cấp bởi Mission Planning. Behaviors Generation hoạt động như một cái máy chia nhiệm vụ thành những xử lý cấp độ cao và đơn giản hơn. Những xử lý cấp độ cao bao gồm: lái xe trên đường, xử lý ở những nút giao thông, và vượt qua những khu vực đặt thù. Tình trạng của Behaviors Generation sẽ gây ra những sai lệnh khác nhau trên cơ sở báo cáo bởi bộ phận lập kế hoạch di chuyển, toàn bộ tình trạng khác nhau của chiếc xe, hệ thống phần mềm, và các mục tiêu hiện tại được đặc ra bởi bộ phận lập kế hoạch nhiệm vụ.
Motion Planning:
Bao gồm nhiều bộ phận lập kế hoạch di chuyển, mỗi bộ phận có khả năng tránh những chướng ngại vật chuyển động hoặc đứng yên trong khi xe đạt được tình trạng
yêu cầu. Có 2 trường hợp được quan tâm đến bao gồm: có cấu trúc điều khiển (trên đường), không có cấu trúc điều khiển (bãi đỗ xe). Có cấu trúc điều khiển: bộ phận thiết kế cục bộ có khả năng tạo ra những quỹ đạo cái sẽ là kết quả cho xe chạy trong trung tâm của làn đường. Không có cấu trúc điều khiển: như là việc vào/ra bãi đỗ xe, bộ phận lập kế hoạch 3D (vị trí và sự định hướng) được sử dụng. Không phụ thuộc vào bộ phận lập kế hoạch đang được thực hiện, kết quả là quỹ đạo được tạo ra do bộ phận điều khiển, chiếc xe sẽ an toàn đi về phía trước khi có những điểm cụ thể.
Perception & World Modeling:
Phân tích thông tin từ nhiều cảm biến và liên kết nhiều nguồn thông tin lại với nhau để cung cấp hình ảnh tổng hợp của thế giới bên ngoài với phần còn lại của hệ thống. Mô hình tổng hợp được chia thành nhiều mặt riêng biệt: bản đồ chướng ngại vật tĩnh, bản đồ chướng ngại vật động, tầm nhìn, tình trạng hoạt động của xe, vị trí hiện tại, và cấu trúc đường.
Mechatronics:
Bộ phận cơ và điện cung cấp cách để thuật toán tương tác với bên ngoài. Phần quan trọng nhất của thiết kế cơ điện là xác định được yêu cầu cảm nhận và khả năng của cảm biến. Xe tự lái Boss, ở Hình 3.1 được thiết kế mạnh mẽ và được cung cấp năng lượng, hệ thống làm mát và những cơ cấu chấp hành cần thiết để hổ trợ chạy tự động.
Hình 3.2: Cấu trúc của Tartan Racing được chia làm 5 phần là: Mission Planning, Motion Planning, Behavior Generation, Perception and WorldModeling, and