| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| PEDESTRIAN BEHAVIOUR IN INTERACTIONS WITH AUTONOMOUS VEHICLES USING IMMERSIVE VIRTUAL REALITY FOR PREDICTIVE PERCEPTION | | Autor/a | Martín Serrano, Sergio | | Departamento | Teoría de la Señal y Comunicaciones | | Director/a | Fernández Llorca, David | | Codirector/a | Sotelo Vázquez, Miguel Ángel | | Fecha de defensa | 25-04-2025 | | Calificación | Sin especificar | | Programa | Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (RD 99/2011) | | Mención internacional | Solicitada | | Resumen | El uso de las simulaciones en el desarrollo de la conducción autónoma se ha vuelto cada vez más relevante debido a la necesidad de prototipado rápido y pruebas exhaustivas en entornos controlados. Las simulaciones basadas en física ofrecen múltiples beneficios a bajo costo, eliminando riesgos asociados a los prototipos, los conductores y los usuarios vulnerables de la carretera, y permitiendo aumentar la variabilidad de las secuencias de datos obtenidas en condiciones reales. Sin embargo, enfrentan dos limitaciones principales. Por un lado, la falta de realismo de los datos de los sensores virtuales y de los modelos físicos, conocida como la brecha de realidad. Por otro, la ausencia de conocimiento empírico sobre el comportamiento de los agentes reales (conductores, pasajeros, peatones o ciclistas) en escenarios simulados específicos, que suele estar preprogramado de forma determinista o aleatorizada probabilísticamente, lo cual agrava la brecha con el mundo real.
Esta tesis doctoral se centra en la presentación y aplicación de un marco que posibilita la interacción en tiempo real entre peatones reales y un entorno simulado, que incluye los vehículos autónomos. La metodología combina realidad virtual inmersiva con sistemas de captura de movimiento integrados en el simulador de conducción autónoma CARLA. Tras describir la arquitectura de hardware y software utilizada, se evalúa la brecha de comportamiento referida a la disparidad en la conducta de los usuarios de la simulación en comparación con una situación equivalente en un contexto real de conducción autónoma. Para ello, se creó un gemelo digital de un escenario de cruce peatonal y se llevó a cabo un estudio sobre interacciones entre peatones y vehículos autónomos, tanto en condiciones de conducción reales como en su réplica simulada. A partir de resultados basados en encuestas y un análisis empírico del comportamiento, se desarrolló un enfoque cuantitativo para evaluar la brecha de comportamiento como mecanismo para validar los datos obtenidos de sujetos reales interactuando con un entorno simulado a través de realidad virtual.
A continuación, se aprovechó la alta replicabilidad de los escenarios simulados a un coste mínimo para conducir un estudio transcultural sobre la influencia del comportamiento de grupo en decisiones de cruce de peatones, y se analizaron los resultados de participantes residentes en Alcalá de Henares y Sevilla, en España, y en Sídney, Australia. Por último, se emplearon secuencias sintéticas de cruce de peatones reales generadas a partir de los datos de los sensores virtuales para ampliar los conjuntos de datos de entrenamiento de un sistema predictivo explicable basado en grafos de conocimiento. Los resultados demostraron que los datos capturados en el entorno virtual son útiles para mejorar los algoritmos de predicción del comportamiento de los peatones. |
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