安全与健全:利用声学来提高自动驾驶汽车的安全性

2020年11月25日
自动驾驶汽车的照片
一辆自动驾驶汽车在UHart大学进行测试.

立博体育官网的研究人员 工程、技术和建筑学院 是否正在开发提高自动驾驶汽车安全性的技术. 这项工作的目的是利用声音来提高自动驾驶汽车的决策能力. 该项目是由大学的 声学项目自主移动机器人实验室,将设在大学的新校舍内 最先进的学术大楼 计划于2021年秋季开放.

“如果你仔细想想, 司机每天开车时都会使用和处理声音警报, 比如救护车或消防车的紧急警笛, 或者号角的声音,” Eoin国王, 他是声学与机械工程副教授,也是这项研究的负责人之一. “这些声音提醒司机附近有紧急车辆或即将发生碰撞.”

自动驾驶汽车配备了各种视觉传感器,如立体摄像头和/或光探测和测距(LiDAR),以生成周围环境的地图. 然而,它们不包括声传感器.

“在很长一段时间内,普通汽车和自动驾驶汽车将需要共存,解释说 类似Tatoglu, 机械工程助理教授兼自主移动机器人研究小组主任. “人类司机和紧急车辆将继续使用喇叭和警报器作为早期预警工具. 用这个解决方案, 人工智能不仅可以使用这个工具作为警告信号,还可以在视觉上看到快速接近的紧急车辆之前预测它.”

这项研究的目的是为自动驾驶汽车的眼睛加上耳朵. 人类驾驶员可以同时处理许多视觉和听觉线索, 但自动驾驶汽车尚未配备有效处理声音警报的设备. 当自动驾驶汽车与人类驾驶员共享道路时,这一点将更加重要.

约恩·金,声学与机械工程副教授

研究有许多实际应用

金约恩副教授摄
约恩·金副教授
的照片
助理教授Akin Tatoglu

King和Tatoglu一直在研究一种识别声源方向的技术, 比如紧急警笛, 是来自于建筑环境中的实时立博网站中文版吗. 在城市街道上, 警报器发出的声音被许多建筑物反射, 因此,准确地确定它的真正方向是非常具有挑战性的. 然而, 研究人员发现,通过将声学信号与自动驾驶汽车上的视觉传感器生成的3D地形图相结合, 利用声音反射来定位隐藏在视线之外的移动声源是可能的. 研究小组在立博体育官网的消声室进行了测试, 使用内部开发的麦克风阵列, 以及来自塔奥格鲁自主移动机器人研究小组的移动地面机器人及其测绘系统.

塔奥格鲁指出:“这项技术也可以应用于普通汽车,特别是在智能手机和5G连接的帮助下. 来自小型外部麦克风阵列的数据可以连续地发送到远程服务器. 经过处理后, 它可以通过警告司机,为司机提供额外的安全级别.”

金补充说,“这项技术可以有许多不同的应用. 对于初学者来说, 它不仅可以服务于自动驾驶汽车, 还有人类驾驶员作为辅助警报. 类似于车道偏离警告, 该系统可以在仪表盘上点亮一个警告标志,提醒司机紧急车辆的存在, 以及它的来源."

King也在研究机器学习技术, 使他能够“教”机器(或车辆)识别某些声音. 该团队认为,这两种技术可以结合起来,自动识别紧急声音及其在城市街道上的位置.

*研究论文, 基于视听的非视距声源定位:可行性研究,刚刚发表在杂志上 应用声学.

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