密集交通における自動運転のための行動入力のエンドツーエンド学習
End-to-End Learning of Behavioural Inputs for Autonomous Driving in Dense Traffic
フレネ座標系での軌道サンプリングに用いる行動入力を、微分可能な軌道最適化層を組み込んだニューラルネットワークでエンドツーエンド学習し、衝突率低減と運転効率向上を実現した。
著者: Jatan Shrestha, Simon Idoko, Basant Sharma, Arun Kumar Singh
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Trajectory sampling in the Frenet(road-aligned) frame, is one of the most popular methods for motion planning of autonomous vehicles. It operates by sampling a set of behavioural inputs, such as lane offset and forward speed, before solving a trajectory optimization problem conditioned on the sampled inputs. The sampling is handcrafted based on simple heuristics, does not adapt to driving scenarios, and is oblivious to the capabilities of downstream trajectory planners. In this paper, we propose an end-to-end learning of behavioural input distribution from expert demonstrations or in a self-supervised manner. Our core novelty lies in embedding a custom differentiable trajectory optimizer as a layer in neural networks, allowing us to update behavioural inputs by considering the optimizer's feedback. Moreover, our end-to-end approach also ensures that the learned behavioural inputs aid the convergence of the optimizer. We improve the state-of-the-art in the following aspects. First, we show that learned behavioural inputs substantially decrease collision rate while improving driving efficiency over handcrafted approaches. Second, our approach outperforms model predictive control methods based on sampling-based optimization.
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