Δημιουργία Σεναρίων και Οδικών Χαρτών για τον Προσομοιωτή Οδήγησης CARLA με το Γραφικό Εργαλείο RoadRunner

Abstract

Τα συστήματα αυτόνομης οδήγησης (ADS) και υποβοήθησης οδηγού (ADAS) που ενσωματώνονται στα σύγχρονα αυτοκίνητα υποβάλλονται σε εικονικές δοκιμές προτού κριθούν υπό πραγματικές συνθήκες οδήγησης. Η εικονική δοκιμή πραγματοποιείται εκτελώντας σενάρια με την χρήση υπολογιστικών προσομοιώσεων, που περιλαμβάνουν οχήματα, περιβάλλον και κυκλοφοριακή ροή. Αυτή η μέθοδος συμβαδίζει με τις καθιερωμένες πρακτικές στον έλεγχο ηλεκτρονικών συστημάτων και έργων λογισμικού. Υποβάλλει το σύστημα οδήγησης σε συνήθεις αλλά και εξειδικευμένες κυκλοφοριακές καταστάσεις, προκειμένου να αξιολογήσει την αντίληψή του για το περιβάλλον και την ικανότητά του στην λήψη αποφάσεων, να επικυρώσει την ασφάλεια και να εντοπίσει τους περιορισμούς του. Η προσέγγιση αυτή αντιμετωπίζει δύο κύριες προκλήσεις: αφ’ ενός την συγκέντρωση ενός εκτενούς καταλόγου τύπων σεναρίων που περιλαμβάνει όλες τις συνθήκες που ενδέχεται να αντιμετωπίσει το αυτόματο σύστημα υπό εξέταση και αφ’ ετέρου την κλιμάκωση των δοκιμών με στόχο τον αξιόπιστο έλεγχο της ασφάλειας, ερευνώντας κρίσιμες περιπτώσεις των σεναρίων. Σημαντικό μέρος της έρευνας από την αυτοκινητοβιομηχανία επικεντρώνεται στην δεύτερη πρόκληση, ενώ έχουν γίνει σημαντικά βήματα προς την αντιμετώπιση της πρώτης. Τα πλέον διαδεδομένα πρότυπα αναπαράστασης οδικών δικτύων και σεναρίων σε προσομοιωτή είναι τα OpenDRIVE και OpenSCENARIO. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η χρήση του γραφικού εργαλείου RoadRunner για την συγγραφή ολοκληρωμένων σεναρίων και στην συνέχεια η εκτέλεση αυτών στον προσομοιωτή οδήγησης CARLA. Μελετώνται και σχεδιάζονται στο RoadRunner δύο είδη σεναρίων βάσει συγκεκριμένων προδιαγραφών και κατασκευάζονται οι απαραίτητοι για αυτά χάρτες. Το πρώτο είδος αφορά δυνητικώς επικίνδυνο ελιγμό cut-in σε αυτοκινητόδρομο και το δεύτερο εξετάζει μία αυτοκινητοπομπή σε κυκλικό κόμβο. Επιπλέον αξιοποιείται η κατάλληλη προγραμματιστική διεπαφή του RoadRunner για την αυτοματοποίηση της παραγωγής παραλλαγών του σεναρίου cut-in. Ύστερα αναλύεται η διαδικασία μεταφοράς και εκτέλεσης των σεναρίων αυτών στον προσομοιωτή CARLA, τονίζοντας σε κάθε στάδιο τον βαθμό συμβατότητας μεταξύ των δύο εφαρμογών. Τελικώς αποτιμάται η επάρκεια του RoadRunner ως προς τον σχεδιασμό χαρτών και σεναρίων και του CARLA ως προς την δυνατότητα εκτέλεσης αυτών των παραχθέντων σεναρίων και διαπιστώνεται ότι ο συνδυασμός των εργαλείων εμφανίζει ικανοποιητικά αλλά όχι ιδανικά επίπεδα διαλειτουργικότητας.