Arme su propio coche autónomo en seis meses

Las idea de tener automóviles que se manejan solos empezó con una competencia: “The DARPA Grand Challenge” y esto parece haber sido el punto de partida para esta revolución que bien podría impactarnos a todos de alguna manera. Ahora hay una competencia llamada SAE AutoDrive Challenge, que tiene 3 años de duración y en donde se busca que se desarrolle un vehículo autónomo nivel 4 para el año 2020.

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El primer evento se llevó a cabo en abril de este año (2018) en Yuma, Arizona, en donde se intentaba superar tres retos  individuales: mantenerse en un carril teniendo que hacer giros complicados en muchas ocasiones. Detenerse el coche automáticamente al ver una señal de alto y no chocar contra objetos estáticos cuando  haciendo movimientos dentro del carril para impedir las colisiones.

El equipo ganador fu el aUToronto/Zeus, que ha escrito un reporte técnico de cómo hicieron el trabajo en seis meses. Hay que señalar que la mayoría de los enfoques para hacer coches autónomos usan mapas de alta precisión, peo en este caso los mapas estaban prohibidos obligando a hacer que el auto detectara el carril y resolviera prácticamente solo las dificultades que podrían surgir. En otras palabras, la tarea era implementar visión por computadora de manera tal que permitiera al auto poder conducirse a sí mismo. La arquitectura de toda la idea puede verse aquí:

 

M: cámara Monocular, L: 3D LiDAR, G: GPS/IMU, S: estéreo camera. La máquina de estados finitos, “The Finite State Machine” (FSM) que determina el estado actual del sistema (en ruta/ en alto / cambiando de línea

Esto es una simplificación, claramente, de los detalles y la complejidad del sistema, por ejemplo, esto es lo que muestra el diagrama de detección del carril en el coche:

Para además, añadir un problema más al reto del coche que se conduce solo, las reglas del con curso obligaban que todo trabajara en un CPU en lugar de usar las poderosas tarjetas con GPUs. Incluso los procesadores más rápidos y con más núcleos, por ejemplo, un Intel Xeon con 44 núcleos físicos, corriendo a 2.2 GHz, fueron probablemente las mejores alternativas a la restricción propuesta. Se escribió el software en C++ y se usó ROS (Robot Operating System).

El sistema ganador además tenía una red neuronal además de dos esquemas más para encontrar y mantenerse en un carril… Y se estimó que todo esto pasaba por un filtro Kalman para producir el mejor estimado. Hay muchos detalles que se cubren en el reporte, pero si usted de verdad quiere armar su propio coche autónomo debe saber que: hay que enfocarse en los enfoques simples en donde se pueda añadir redundancia, en donde sea uno capaz de construir un sistema lo suficientemente confiable para ganar la competencia en seis meses. De hecho, no se tuvieron que cambiar más que un par de parámetros cuando comenzó el concurso, pues el sistema funcionó como se esperaba.

Para el siguiente año, el equipo ha decidido trabajar sobre: “una solución sin mapas, la cual resulte en un sistema altamente confiable y menos susceptible a errores del GPS. Sin embargo, nuestra idea” -dice el equipo ganador- “para el trabajo a futuro incluirá desarrollar una suite de mapeo que codifique las posiciones de los carriles, señales e intersecciones. Además, un sistema más comprensivo de planeación se requerirá para manejar los cruces y las luces de los semáforos”.

Así que la primera conclusión es que sí, es posible armar un coche autónomo en unos seis meses. Si se compara lo que se hizo en el reto DARPA (2004), los resultados actuales son muy impresionantes. En un inicio, los autos no podían más que hacer unos 100 metros del circuito. Claramente ahora se entiende mucho mejor el problema y las soluciones son mucho mejores.

Pero tal vez la gran dificultad no sea hacer un auto que se maneje solo, sino que éste sea confiable y mucho más importante, más seguro para los que se suban al auto y para los que estén fuera del mismo. Así las cosas, aunque debe quedar claro que es muy probable que esta tecnología avance y que en unos años empecemos a acostumbrarnos a ver automóviles autónomos y por qué no, “kits” de “hágalo usted mismo”, para precisamente construir su propio vehículo autónomo.

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