CPM remote: a remote access to a scaled experimental testbed for connected and automated vehicles

Mokhtarian, Armin; Flemisch, Frank O.; Alrifaee, Bassam; Kowalewski, Stefan

doi:44029

CPM remote: a remote access to a scaled experimental testbed for connected and automated vehicles

Mokhtarian, Armin^RWTH*

2024 & 2025

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Armin Mokhtarian, M. Sc. RWTH

ImpressumAachen : RWTH Aachen University, Department of Computer Science 2024

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

ReiheAachener Informatik-Berichte (AIB) ; 2024,04

Dissertation, RWTH Aachen University, 2024

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2025. - Weitere Reihe: Technical report / Department of Computer Science

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Kowalewski, Stefan (Thesis advisor)^RWTH* ; Flemisch, Frank O. (Thesis advisor)^RWTH* ; Alrifaee, Bassam (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2024-12-06

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2024-11727
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/998907/files/998907.pdf

Einrichtungen

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 004

Kurzfassung
Modellabore dienen in Forschung und Entwicklung als kontrollierte Umgebungen zur Erprobung neuer Konzepte. Aufgrund ihrer Kosteneffizienz und Reproduzierbarkeit sind sie sowohl für Bildungs- als auch Forschungszwecke von Nutzen. Um die Einschränkungen, die mit bisherigen Modellaboren einhergehen, zu überwinden, präsentieren wir CPM Remote. Hierbei handelt es sich um eine webbasierte Plattform, die Echtzeitzugriff auf das Cyber-Physical Mobility (CPM) Lab, ein Modellabor an der RWTH Aachen, bietet. Dieses Konzept erspart Nutzern die Notwendigkeit zu reisen, Testumgebungen zu erwerben oder diese neu aufzubauen. CPM Remote umfasst einen Editor, eine Simulationsumgebung und eine Echtzeitschnittstelle zum CPM Lab, was die Zugänglichkeit für ein weltweites Publikum ermöglicht. Nutzer können ihre eigenen Experimente durchführen oder aus zwei sofort einsatzbereiten Anwendungen wählen, um sich mit dem Bereich vernetzter und automatisierter Fahrzeuge zu beschäftigen. Für Bildungszwecke bietet die CPM Academy den Studierenden ein didaktisch aufbereitetes Lernerlebnis. Ein Paketzustellungszenario ermöglicht es den Studierenden, Algorithmen im Kontext vernetzter und automatisierter Fahrzeuge zu entwickeln. Zudem bieten wir Forschenden einen jährlichen Wettbewerb, die CPM Olympics, an. Hier können Teilnehmende reale Szenarien nutzen, um ihre Bewegungsplanungsalgorithmen zu evaluieren. Bereits während der Entwicklungsphase von CPM Remote wurden verschiedene Evaluationen durchgeführt, darunter mehrere Benutzerstudien und eine Technologieakzeptanzanalyse, um potenzielle Verbesserungsbereiche zu identifizieren. Das Feedback aus diesen Bewertungen wurde aktiv in die Weiterentwicklung von CPM Remote einbezogen, um sowohl den Funktionsumfang als auch die Benutzerfreundlichkeit zu optimieren. Mit dem CPM Lab und CPM Remote kombinieren wir die Vorteile von Simulationen und Praxistests, indem wir kostengünstiges und gleichzeitig realitätsnahes Testen ermöglichen. So wollen wir den Zugang zur experimentellen Forschungsinfrastruktur zu demokratisieren.

Small-scale testbeds are used in research and development to provide a controlled setting for testing new concepts. They are affordable and can be duplicated, making them useful for both education and research purposes. To address the limitations of small-scale testbeds, particularly their accessibility, we introduce CPM Remote, a web-based platform that provides real-time access to the Cyber-Physical Mobility (CPM) Lab, a scaled testbed at RWTH Aachen University. This innovative approach eliminates the need for users to travel, purchase, or reconstruct physical testbeds. CPM Remote incorporates a built-in editor, a simulation environment, and a real-time interface to the CPM Lab, extending accessibility to a global audience. Users have the flexibility to conduct their own experiments or choose from two ready-to-use applications, enabling them to actively engage with the field of connected and automated vehicles (CAVs). The educational application, CPM Academy, offers students an immersive learning experience by presenting a package delivery service scenario to develop algorithms within the context of CAVs. For research purposes, we introduce CPM Olympics, an annual competition that offers participants real-world scenarios to benchmark their motion planning algorithms. In our evaluation of the platform and its applications, we carried out multiple user studies and a technology acceptance analysis to pinpoint potential areas for enhancement. The feedback from each study was considered during the development of CPM Remote to enhance its feature set and usability. Based on the successfully conducted iterations of the CPM Academy and CPM Olympics, we demonstrate how CPM Remote bridges the gap between simulations and costly real-world tests, democratizing access to experimental research infrastructure.

OpenAccess:
PDF
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