CRII: CNS: Bringing Predictable Real-time Computing to Connected Autonomous Driving Systems

CRII:CNS:为互联自动驾驶系统带来可预测的实时计算

基本信息

  • 批准号:
    2103604
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 17.49万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-01 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Connected vehicle technology is a promising solution to provide reliable autonomous driving that will change the traditional transportation system by building stable, interactive wireless communications between vehicles, the smart infrastructures (e.g., the roadside unit), and personal communications devices. However, achieving reliable and safe connected autonomous driving (CAD) is still very challenging. On one hand, the safety of the CAD system hinges critically on its timing correctness, as crucial driving decisions fully depend on the output of the real-time perception system. On the other hand, requesting information from other devices mayl create additional delays for the on-vehicle real-time perception tasks, and thus the timing correctness of the CAD system can be easily violated by unpredictable communications. This project seeks to bring predictable real-time computing to CAD systems, and the goal of the proposed research is to enable the connected autonomous vehicle and exterior devices to perform real-time perception tasks as a whole by (i) establishing a practical real-time task model to integrate exterior devices into the on-vehicle perception system, which can be implemented on the GPU-enabled computing platforms; (ii) proposing real-time task scheduling algorithms and associated timing validation analysis to guarantee that all the real-time perception tasks can complete at the right time; (iii) developing a prototype CAD system on the autonomous vehicle testbed, HydraOne, and the roadside unit, Equinox, to evaluate the real-time performance of the proposed solutions.Building a CAD system will constitute a major technological breakthrough towards realizing fully autonomous vehicles. In particular, this project emphasizes both scheduling algorithm design and system implementation. The establishment of a real-time suspending-gang task model will enable the first-of-its-kind formalization for depicting the executing flow of real-time workloads executed between the autonomous vehicle and the exterior devices. The real-time task scheduler oversees the entire system and ensures its timing correctness. The creation of new real-time resource allocation methods together with the associated analysis for validating timing constraints will drive the scheduling theory towards real applications in future cyber-physical systems. The proposed research aims to realize the CAD system on the physical platforms (HydraOne/Equinox), with indoor and outdoor studies beyond simulation. Especially, HydraOne/Equinox are ready-to-use platforms that will allow experts/researchers to easily examine their research designs regarding autonomous driving. Educational efforts will be devoted to (i) develop the HydraOne Educational Toolkit for undergraduate education and research, (ii) curriculum design for hands-on learning in the BS/MS program, (iii) summer camp development for K-12 students and teachers, (iv) broadening participation in computing and engineering to enhance diversity.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
互联汽车技术是一种很有前途的解决方案,可以提供可靠的自动驾驶,通过在车辆、智能基础设施(例如路边单元)和个人通信设备之间建立稳定、交互的无线通信来改变传统交通系统。然而,实现可靠、安全的联网自动驾驶(CAD)仍然是非常具有挑战性的。一方面,CAD系统的安全性关键取决于它的时序正确性,因为关键的驾驶决策完全取决于实时感知系统的输出。另一方面,从其他设备请求信息可能会给车载实时感知任务带来额外的延迟,因此CAD系统的定时正确性很容易被不可预测的通信所破坏。该项目旨在将可预测的实时计算引入到CAD系统中,研究的目标是通过(I)建立一个实用的实时任务模型,将外部设备集成到车载感知系统中,并在支持GPU的计算平台上实现;(Ii)提出实时任务调度算法和相关的时序验证分析,以确保所有实时感知任务都能在正确的时间完成;(Iii)在自动驾驶车辆试验台HydraOne和路边单元Equinox上开发原型CAD系统,以评估所提出的解决方案的实时性能。建立CAD系统将是实现全自动车辆的重大技术突破。特别强调了调度算法的设计和系统的实现。实时挂起任务模型的建立将使描述自动车辆和外部设备之间执行的实时工作负载的执行流程的此类任务模型成为可能。实时任务调度器监督整个系统,确保其时序的正确性。新的实时资源分配方法的创建以及用于验证时间约束的相关分析将推动调度理论在未来的网络物理系统中走向真正的应用。本研究的目的是在物理平台(HydraOne/Equinox)上实现CAD系统,进行室内和室外研究,而不是模拟。特别是,HydraOne/Equinox是现成的平台,将允许专家/研究人员轻松检查他们关于自动驾驶的研究设计。教育工作将致力于(I)为本科教育和研究开发HydraOne教育工具包,(Ii)为BS/MS计划的实践学习设计课程,(Iii)为K-12学生和教师开发夏令营,(Iv)扩大对计算和工程的参与,以增强多样性。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
BlueScale: a scalable memory architecture for predictable real-time computing on highly integrated SoCs
BlueScale:可扩展内存架构,用于在高度集成的 SoC 上进行可预测的实时计算
  • DOI:
    10.1145/3489517.3530612
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jiang, Zhe;Yang, Kecheng;Audsley, Neil;Fisher, Nathan;Shi, Weisong;Dong, Zheng
  • 通讯作者:
    Dong, Zheng
WatchDog: Real-time Vehicle Tracking on Geo-distributed Edge Nodes
  • DOI:
    10.1145/3549551
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zheng Dong;Yan Lu;G. Tong;Yuanchao Shu;Shuai Wang;Weisong Shi
  • 通讯作者:
    Zheng Dong;Yan Lu;G. Tong;Yuanchao Shu;Shuai Wang;Weisong Shi
AXI-IC^{RT}: Towards a Real-Time AXI-Interconnect for Highly Integrated SoCs
AXI-IC^{RT}:面向高度集成 SoC 的实时 AXI 互连
  • DOI:
    10.1109/tc.2022.3179227
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Jiang, Zhe;Yang, Kecheng;Fisher, Nathan;Gray, Ian;Audsley, Neil;Dong, Zheng
  • 通讯作者:
    Dong, Zheng
Prophet: Realizing a Predictable Real-time Perception Pipeline for Autonomous Vehicles
  • DOI:
    10.1109/rtss55097.2022.00034
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Liangkai Liu;Zheng-hong Dong;Yanzhi Wang;Weisong Shi
  • 通讯作者:
    Liangkai Liu;Zheng-hong Dong;Yanzhi Wang;Weisong Shi
Towards Hard Real-Time and Energy-Efficient Virtualization for Many-Core Embedded Systems
  • DOI:
    10.1109/tc.2022.3207115
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Zhe Jiang;Kecheng Yang;Yunfeng Ma;N. Fisher;N. Audsley;Zheng Dong
  • 通讯作者:
    Zhe Jiang;Kecheng Yang;Yunfeng Ma;N. Fisher;N. Audsley;Zheng Dong
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Zheng Dong其他文献

Charge Regions Indicated by LMA Lightning Flashes in Hokuriku's Winter Thunderstorms
北陆冬季雷暴中 LMA 闪电所指示的电荷区域
Initial Leader Properties During the Preliminary Breakdown Processes of Lightning Flashes and Their Associations With Initiation Positions
闪电初步击穿过程中的初始先导特性及其与起始位置的关系
  • DOI:
    10.1029/2019jd030300
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Zheng Dong;Shi Dongdong;Zhang Yang;Zhang Yijun;Lyu Weitao;Meng Qing
  • 通讯作者:
    Meng Qing
Parametric Reconstruction Method for the Long Time-Series Return-Stroke Current of Triggered Lightning Based on the Particle Swarm Optimization Algorithm
基于粒子群优化算法的长时间序列触发雷击电流参数化重建方法
  • DOI:
    10.1109/access.2020.3004202
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Fan Xiangpeng;Yao Wen;Zhang Yang;Xu Liangtao;Zhang Yijun;Krehbiel Paul R.;Zheng Dong;Liu Hengyi;Lyu Weitao;Chen Shaodong;Xie Zhengshuai
  • 通讯作者:
    Xie Zhengshuai
Efficient and Privacy-Aware Power Injection over AMI and Smart Grid Slice in Future 5G Networks
未来 5G 网络中通过 AMI 和智能电网切片进行高效且具有隐私意识的电力注入
  • DOI:
    10.1155/2017/3680671
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhang Yinghui;Zhao Jiangfan;Zheng Dong
  • 通讯作者:
    Zheng Dong
Analysis of Channel Luminosity Characteristics in Rocket-Triggered Lightning
火箭触发闪电通道光度特性分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zheng Dong;Lu Weitao;Qie Xiushu;Wang Fei;Ma Ming;Zhang Yijun;Meng Qing;Zhou Xiuji;Chen Shaodong
  • 通讯作者:
    Chen Shaodong

Zheng Dong的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Zheng Dong', 18)}}的其他基金

CNS Core: Small: Enabling Real-time, Scalable and Secure Collaborative Intelligence on the Edge
CNS 核心:小型:在边缘实现实时、可扩展且安全的协作智能
  • 批准号:
    2140346
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

IL-17A通过STAT5影响CNS2区域甲基化抑制调节性T细胞功能在银屑病发病中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82304006
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
miR-20a通过调控CD4+T细胞焦亡促进CNS炎性脱髓鞘疾病的发生及机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
血浆CNS来源外泌体中寡聚磷酸化α-synuclein对PD病程的提示研究
  • 批准号:
    82101506
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于脑微血管内皮细胞模型的毒力岛4在单增李斯特菌CNS炎症中的作用及机制研究
  • 批准号:
    32160834
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
胱硫醚-β-合成酶介导小胶质细胞极化致糖皮质激素CNS毒性作用及机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
生物工程化微泡干扰MAPK通路重编程CNS微环境起始脑胶质瘤免疫检查点抑制剂的应答研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
百合中“桉树脑盒”挥发物生物合成关键酶基因CNS的功能解析
  • 批准号:
    32002082
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
大气细颗粒物通过NF-κB/LBP-9信号通路诱导小胶质细胞激活加剧CNS脱髓鞘损伤的作用机制研究
  • 批准号:
    82071396
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
新型化合物组合抑制STAT6维持Foxp3-CNS2去甲基化产生稳定的iTreg细胞诱导小鼠肾移植免疫耐受的机制研究
  • 批准号:
    82070773
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    57 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于菌群-肠-脑轴探讨柚皮素改善CNS髓鞘脱失的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:

相似海外基金

CRII: CNS: IoT-aware Federated On-Device Intelligence
CRII:CNS:物联网感知的联合设备上智能
  • 批准号:
    2418308
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Small: Core Scheduling Techniques and Programming Abstractions for Scalable Serverless Edge Computing Engine
CNS Core:小型:可扩展无服务器边缘计算引擎的核心调度技术和编程抽象
  • 批准号:
    2322919
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRII: CNS: Supporting Resilient Perception in Autonomous Cyber-physical Systems
CRII:CNS:支持自主网络物理系统中的弹性感知
  • 批准号:
    2348349
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Small: Network Wide Sensing by Leveraging Cellular Communication Networks
CNS 核心:小型:利用蜂窝通信网络进行全网络传感
  • 批准号:
    2343469
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS炎症における抗炎症性アストロサイト誘導のパスウェイ解析から見出される創薬標的
通过中枢神经系统炎症中抗炎星形胶质细胞诱导的通路分析发现药物发现靶点
  • 批准号:
    23K27330
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
CNS Core: Small: Intelligent Fault Injection to Expose and Reproduce Production-Grade Bugs in Cloud Systems
CNS 核心:小型:智能故障注入以暴露和重现云系统中的生产级错误
  • 批准号:
    2317698
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CISE-MSI: DP: CNS: AI-powered Diagnosis Augmented by Self-sustaining Sensing System for Intelligent Wastewater Infrastructure Management
CISE-MSI:DP:CNS:通过自我维持传感系统增强人工智能诊断,实现智能废水基础设施管理
  • 批准号:
    2318641
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Travel: NSF Student Travel Grant for 2023 IEEE Conference on Communications and Network Security (IEEE CNS)
旅行:2023 年 IEEE 通信和网络安全会议 (IEEE CNS) 的 NSF 学生旅行补助金
  • 批准号:
    2331646
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRII: CNS: Toward a Sustainable and Intelligent Air-Ground IoT Framework for Remote Monitoring
CRII:CNS:迈向可持续、智能的远程监控空地物联网框架
  • 批准号:
    2348818
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CNS Core: Medium: Reconfigurable Kernel Datapaths with Adaptive Optimizations
协作研究:CNS 核心:中:具有自适应优化的可重构内核数据路径
  • 批准号:
    2345339
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 17.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了