ALGAMES:制約付き動的ゲームのための高速拡張ラグランジュ解法
ALGAMES: A Fast Augmented Lagrangian Solver for Constrained Dynamic Games
複数エージェントの軌道最適化を準ニュートン法と拡張ラグランジュ法で解く高速ソルバを提案し、自動運転の合流シナリオで従来法より3倍高速かつ60Hz超のMPC動作を実現した。
著者: Simon Le Cleac'h, Mac Schwager, Zachary Manchester
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Dynamic games are an effective paradigm for dealing with the control of multiple interacting actors. This paper introduces ALGAMES (Augmented Lagrangian GAME-theoretic Solver), a solver that handles trajectory-optimization problems with multiple actors and general nonlinear state and input constraints. Its novelty resides in satisfying the first-order optimality conditions with a quasi-Newton root-finding algorithm and rigorously enforcing constraints using an augmented Lagrangian method. We evaluate our solver in the context of autonomous driving on scenarios with a strong level of interactions between the vehicles. We assess the robustness of the solver using Monte Carlo simulations. It is able to reliably solve complex problems like ramp merging with three vehicles three times faster than a state-of-the-art DDP-based approach. A model-predictive control (MPC) implementation of the algorithm, running at more than 60 Hz, demonstrates ALGAMES' ability to mitigate the "frozen robot" problem on complex autonomous driving scenarios like merging onto a crowded highway.
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