嵌入式控制系統設計/DARPA挑戰
外觀
The DARPA挑戰專案可以被歸類為“原型設計從頭開始”。實際目標在於開發新技術,因此這裡最重要的系統設計驅動力是從頭開始建立基於研究的工作原型。由於該技術相當新,理想的設計指南或方向尚未確定。因此,參與團隊面臨的重大挑戰在於將尚未最佳化為協同工作的元件組合在一起,從而建立一個儘可能高效執行的整體。
作為一個直接結果,元件成本、可重用性、靈活性與商業設計流程(例如自動扶梯)相比幾乎不重要。另一個結果是,使用的元件不能最佳地協同工作,因為它們還沒有被設計成這樣(在元件級別)。
此外,由於挑戰前的有限時間跨度,有時有必要進行“賭博”,並使用未經充分測試的元件。缺乏處理這項新技術的經驗也意味著記錄和檢查了過多的資料,僅僅是因為還不清楚哪些資料是重要或相關的,哪些資料不是(與黑匣子飛機一樣,只記錄最重要的資料)。
可以在DARPA和RoboCup比賽之間進行類比,它們都是機器人領域的競爭專案。然而,一個重要的區別在於機器人(s)的協調,RoboCup中機器人(s)透過與場上的其他機器人進行通訊來實現協調,而在DARPA中,協調在單個車輛內部進行,沒有與其他車輛的即時通訊。該車輛根據自身觀察和知識建立世界地圖(例如,使用SLAM)。這又對許多領域產生了影響,例如選擇使用一個或多個網路、元件之間的通訊速度、哪些資料重要哪些不重要、環境感知的哪些方面是使用攝像頭完成的,哪些是使用雷射完成的……。
目前,所有這些問題都沒有明確的正確答案,因此不同的團隊嘗試不同的選擇和方法,從而在無人駕駛車輛技術方面取得了新的發展和見解。
儘管這兩個比賽都使用了類似的技術,但錯誤地認為DARPA專案中使用技術可以簡單地縮放到RoboCup參賽者。目前,所使用的元件仍然太大且太多,也不適合在室內或高動態跟蹤中使用。
- 所有參與的團隊都將設計劃分為子類別(功能),這些子類別是同時開發的(例如,感知、規劃、基礎車輛平臺)。持續合作和子團隊之間的資訊交流至關重要。此外,由於缺乏有關某些元件或它們之間相互作用的資訊,持續測試也是必不可少的。
- 一些使用新技術或創新技術的團隊預見了備用系統以防故障。這些備用系統通常由已經證明其價值的技術組成。
- 在這種情況也,安全也非常重要,因為對幾個元件(組合)知之甚少。因此,基地必須能夠在任何時候關閉車輛並採取必要的安全預防措施。
- 由於開發時間有限,幾乎不可能全面調查所有可能的元件、場景……。因此,團隊有時不得不“賭博”,只選擇某個元件、策略,而冒著失敗的風險。
- 也沒有時間對整個系統或各個元件進行最佳化。這可能會導致效率低下,例如,一些元件不完全相容。
- 在這個階段,成本的重要性較低。在商業週期中可以抑制成本的因素,例如靈活性、可重用性、廉價元件……在這裡不必考慮,因為主要目標是建立工作原型。