A Survey on Small-Scale Testbeds for Connected and Automated Vehicles and Robot Swarms

要約

接続され自動化された車両とロボットの群れは、輸送および製造部門の安全性、効率性、持続可能性を向上させる変革の可能性を秘めています。
これらのテクノロジーを現実世界に導入するには、広範なテストと検証が不可欠です。
シミュレーションは初期テストには不可欠ですが、現実世界の相互作用の複雑なダイナミクスを捉えるには限界があることがよくあります。
この制限は、小規模テストベッドの重要性を強調しています。
これらのテストベッドは、アルゴリズムのテストと検証のための現実的でコスト効率が高く、制御された環境を提供し、シミュレーションと本格的な実験の間の重要な仲介者として機能します。
この研究は、実験に適した既存の小規模テストベッドを特定する研究者の取り組みを促進し、独自のテストベッドを構築したい研究者に洞察を提供するのに役立ちます。
さらに、これらのテストベッドの現在の状況に関する包括的な調査も提供します。
私たちは、よく知られているセンス・プラン・アクトのパラダイムに基づいてテストベッドの 62 の特性を導き出し、これらの特性に基づいて 22 の小規模テストベッドを比較するオンライン表を提供します。
オンライン テーブルは、当社が指定した公開 Web ページ www.cpm-remote.de/testbeds でホストされており、テストベッドの作成者と開発者に貢献するよう呼びかけています。
このペーパーでは 9 つのテストベッドを詳しく調べ、派生した特性をテストベッドの提示にどのように使用できるかを示します。
さらに、私たちが特定した小規模テストベッドに関する 3 つの継続的な課題、つまり小規模から本格的な移行、持続可能性、電力とリソースの管理について説明します。

要約(オリジナル)

Connected and automated vehicles and robot swarms hold transformative potential for enhancing safety, efficiency, and sustainability in the transportation and manufacturing sectors. Extensive testing and validation of these technologies is crucial for their deployment in the real world. While simulations are essential for initial testing, they often have limitations in capturing the complex dynamics of real-world interactions. This limitation underscores the importance of small-scale testbeds. These testbeds provide a realistic, cost-effective, and controlled environment for testing and validating algorithms, acting as an essential intermediary between simulation and full-scale experiments. This work serves to facilitate researchers’ efforts in identifying existing small-scale testbeds suitable for their experiments and provide insights for those who want to build their own. In addition, it delivers a comprehensive survey of the current landscape of these testbeds. We derive 62 characteristics of testbeds based on the well-known sense-plan-act paradigm and offer an online table comparing 22 small-scale testbeds based on these characteristics. The online table is hosted on our designated public webpage www.cpm-remote.de/testbeds, and we invite testbed creators and developers to contribute to it. We closely examine nine testbeds in this paper, demonstrating how the derived characteristics can be used to present testbeds. Furthermore, we discuss three ongoing challenges concerning small-scale testbeds that we identified, i.e., small-scale to full-scale transition, sustainability, and power and resource management.

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