Towards Validation of Autonomous Vehicles Across Scales using an Integrated Digital Twin Framework

要約

スペース、安全性、金銭的な制約に基づいた研究開発範囲内で、さまざまな空間スケールの自動運転車プラットフォームが採用されています。
ただし、さまざまな運用規模にわたって自律アルゴリズムを導入および検証するには、規模固有のダイナミクス、センサー統合の複雑さ、計算上の制約、規制上の考慮事項、環境の変動性、他のトラフィック参加者との相互作用、およびスケーラビリティの懸念により課題が生じます。
このような環境において、この取り組みは、自動運転ソフトウェア スタックの合理化された開発と検証をサポートするために、さまざまな規模および運用設計ドメイン (ODD) にわたる自動運転車プラットフォームのデジタル ツインをモデリングおよびシミュレーションするための統一フレームワークの開発に焦点を当てています。
特に、この研究では、3 つの異なるスケールにまたがり、3 つの異なる ODD をターゲットとする 4 台の自律型地上車両のデジタル ツイン表現の開発について説明します。
私たちは、各車両の ODD 固有の目的を達成するためのエンドツーエンドの地図ベースのナビゲーションを目的として、共通の自律性ソフトウェア スタックを展開するために、これらの自律性指向のデジタル ツインの採用を研究しています。
最後に、シームレスな sim2real 転送による仮想、ハイブリッド、および物理テストをサポートする、提案されたフレームワークの柔軟性についても説明します。

要約(オリジナル)

Autonomous vehicle platforms of varying spatial scales are employed within the research and development spectrum based on space, safety and monetary constraints. However, deploying and validating autonomy algorithms across varying operational scales presents challenges due to scale-specific dynamics, sensor integration complexities, computational constraints, regulatory considerations, environmental variability, interaction with other traffic participants and scalability concerns. In such a milieu, this work focuses on developing a unified framework for modeling and simulating digital twins of autonomous vehicle platforms across different scales and operational design domains (ODDs) to help support the streamlined development and validation of autonomy software stacks. Particularly, this work discusses the development of digital twin representations of 4 autonomous ground vehicles, which span across 3 different scales and target 3 distinct ODDs. We study the adoption of these autonomy-oriented digital twins to deploy a common autonomy software stack with an aim of end-to-end map-based navigation to achieve the ODD-specific objective(s) for each vehicle. Finally, we also discuss the flexibility of the proposed framework to support virtual, hybrid as well as physical testing with seamless sim2real transfer.

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