Metaverse for Safer Roadways: An Immersive Digital Twin Framework for Exploring Human-Autonomy Coexistence in Urban Transportation Systems

要約

自動運転車を社会規模で展開するには、自動運転車が人間のドライバーと共存する必要があり、これらのエンティティ間の相互理解と調整が必要です。
ただし、純粋な現実世界の実験やシミュレーションベースの実験は、それぞれ安全性と信頼性の懸念から、このような複雑な相互作用を調査するために採用することはできません。
したがって、この研究では、自律交通参加者と非自律交通参加者間の対話ダイナミクスを探索および実験するための没入型デジタル ツイン フレームワークを提示します。
特に、当社は複合現実感のあるマンマシン インターフェイスを採用し、人間のドライバーと自律型エージェントが相互に観察し対話して、常に安全性を確保しながらエッジケース シナリオをテストできるようにします。
提案されたフレームワークのモジュラー アーキテクチャの多用途性を検証するために、最初に、4 つの異なるユーザー インターフェイスによる 4 つの異なるレベルの没入感を含む一連のユーザー エクスペリエンス実験に関する議論を提示します。
次に、制御されていない交差点横断のケーススタディを紹介し、人間が運転する主要な自律走行車とコネクテッド自律走行車と、二次的な半自律走行車との相互作用を検証する際の、提案されたフレームワークの有効性を実証します。
提案されたフレームワークは、自律性指向のデジタルツインと人間と自律性の共存に関する研究の将来を導くために公開リリースされました。

要約(オリジナル)

Societal-scale deployment of autonomous vehicles requires them to coexist with human drivers, necessitating mutual understanding and coordination among these entities. However, purely real-world or simulation-based experiments cannot be employed to explore such complex interactions due to safety and reliability concerns, respectively. Consequently, this work presents an immersive digital twin framework to explore and experiment with the interaction dynamics between autonomous and non-autonomous traffic participants. Particularly, we employ a mixed-reality human-machine interface to allow human drivers and autonomous agents to observe and interact with each other for testing edge-case scenarios while ensuring safety at all times. To validate the versatility of the proposed framework’s modular architecture, we first present a discussion on a set of user experience experiments encompassing 4 different levels of immersion with 4 distinct user interfaces. We then present a case study of uncontrolled intersection traversal to demonstrate the efficacy of the proposed framework in validating the interactions of a primary human-driven, autonomous, and connected autonomous vehicle with a secondary semi-autonomous vehicle. The proposed framework has been openly released to guide the future of autonomy-oriented digital twins and research on human-autonomy coexistence.

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