混合交通における自動運転車と人間運転車の協調のためのマルチエージェント経路探索
Multi-agent Path Finding for Mixed Autonomy Traffic Coordination
人間運転車の反応を予測するモデルを組み込み、運動制約を考慮した優先度ベース探索で自動運転車の経路を計画する手法を提案し、合流シナリオで衝突削減と遅延改善を実証した。
著者: Han Zheng, Zhongxia Yan, Cathy Wu
分類: cs.RO, cs.AI, cs.MA
原文アブストラクト
In the evolving landscape of urban mobility, the prospective integration of Connected and Automated Vehicles (CAVs) with Human-Driven Vehicles (HDVs) presents a complex array of challenges and opportunities for autonomous driving systems. While recent advancements in robotics have yielded Multi-Agent Path Finding (MAPF) algorithms tailored for agent coordination task characterized by simplified kinematics and complete control over agent behaviors, these solutions are inapplicable in mixed-traffic environments where uncontrollable HDVs must coexist and interact with CAVs. Addressing this gap, we propose the Behavior Prediction Kinematic Priority Based Search (BK-PBS), which leverages an offline-trained conditional prediction model to forecast HDV responses to CAV maneuvers, integrating these insights into a Priority Based Search (PBS) where the A* search proceeds over motion primitives to accommodate kinematic constraints. We compare BK-PBS with CAV planning algorithms derived by rule-based car-following models, and reinforcement learning. Through comprehensive simulation on a highway merging scenario across diverse scenarios of CAV penetration rate and traffic density, BK-PBS outperforms these baselines in reducing collision rates and enhancing system-level travel delay. Our work is directly applicable to many scenarios of multi-human multi-robot coordination.
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