Simulando coleta de dados de sensores e percepção compartilhada para Veículos Autônomos
Veículos Autônomos. Simulação de Tráfego. Rede 5G, Sistemas de transporte inteligente.
Os Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) enfrentam desafios significativos na aquisição de dados devido aos altos custos de implantação e manutenção da infraestrutura. Esta pesquisa explora o potencial dos veículos autônomos (VAs) como plataformas móveis de sensores para criar uma infraestrutura virtual que complementa os métodos tradicionais de coleta de dados de ITS. Através de uma série de experimentos de simulação usando as estruturas CARLA e Simu5G, este trabalho avalia a viabilidade e o impacto da coleta e compartilhamento de dados de sensores de veículos autônomos. Experimentos iniciais demonstram que adicionar um módulo dedicado de coleta de dados aos veículos resulta em uma sobrecarga mínima do sistema—apenas 1,1% de aumento no uso de memória com coleta direta de sensores e 2,6% com ferramentas de gerenciamento de desempenho de aplicativos no hardware de referência. Com base nessas descobertas, uma estrutura de simulação é desenvolvida para permitir a modelagem realista da coleta de dados de sensores, transmissão por redes 5G e percepção cooperativa entre veículos. Simulações de rede revelam que a largura de banda necessária para comunicações V2X básicas (61,68 KB/s por veículo, com configurações de sensores de baixa resolução) consome apenas 0,049% da capacidade de uma antena 5G, sugerindo que uma única antena poderia teoricamente suportar mais de 2000 veículos simultaneamente. A pesquisa se estende a considerações de segurança desenvolvendo simulações de ataques de falsificação em três cenários críticos de V2X, demonstrando como atores maliciosos podem comprometer a segurança do veículo através da injeção de dados falsos, e algumas contramedidas que podem ser realizadas para prevenir esse tipo de ataques.