Autonomous navigation at unsignalized intersections: A coupled reinforcement learning and model predictive control approach

模型预测控制 强化学习 计算机科学 控制(管理) 环境科学 机器学习 人工智能
作者
Rolando Bautista-Montesano,Renato Galluzzi,Kangrui Ruan,Yongjie Fu,Xuan Di
出处
期刊:Transportation Research Part C-emerging Technologies [Elsevier]
卷期号:139: 103662-103662 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.trc.2022.103662
摘要

This paper develops an integrated safety-enhanced reinforcement learning (RL) and model predictive control (MPC) framework for autonomous vehicles (AVs) to navigate unsignalized intersections. Researchers have extensively studied how AVs drive along highways. Nonetheless, how AVs navigate intersections in urban environments remains a challenging task due to the constant presence of moving road users, including turning vehicles, crossing or jaywalking pedestrians, and cyclists. AVs are thus required to learn and adapt to a dynamically evolving urban traffic environment. This paper proposes a design benchmark that allows AVs to sense the real-time traffic environment and perform path planning. The agent dynamically generates curves for feasible paths. The ego vehicle attempts to follow these paths under specific constraints. RL and MPC navigation algorithms run in parallel and are suitably selected to enhance ego vehicle safety. The ego AV is modeled with lateral and longitudinal dynamics and trained in a T-intersection using the Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient (TD3) algorithm under various traffic scenarios. It is then tested on a straight road and a single or multi-lane intersections. All these experiments achieve desirable outcomes in terms of crash avoidance, driving efficiency, comfort, and tracking accuracy. The developed AV navigation system provides a design benchmark for an adaptive AV that can navigate unsignalized intersections.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
2秒前
2秒前
wanci应助刻苦的紫霜采纳,获得10
2秒前
3秒前
科研通AI6应助清爽的可仁采纳,获得10
3秒前
Sunshine完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
呆呆发布了新的文献求助10
4秒前
瘦瘦世德发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6应助早日毕业采纳,获得10
5秒前
栗子完成签到,获得积分10
6秒前
彪行天下完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
lin发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
shamy发布了新的文献求助30
7秒前
苒苒发布了新的文献求助10
7秒前
sparrow完成签到,获得积分10
8秒前
刻苦的紫霜完成签到,获得积分10
8秒前
罗佳明完成签到,获得积分10
8秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
我吃柠檬发布了新的文献求助10
9秒前
TTOM完成签到,获得积分10
9秒前
韩霖完成签到,获得积分10
9秒前
菜鸡游泳完成签到,获得积分10
10秒前
大气的煎饼完成签到 ,获得积分10
10秒前
生生世世完成签到 ,获得积分10
10秒前
bearx完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
852应助苏z采纳,获得30
11秒前
罗佳明发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
王sy完成签到 ,获得积分10
13秒前
CC完成签到 ,获得积分10
13秒前
lsy完成签到,获得积分10
13秒前
李栗子发布了新的文献求助10
13秒前
Y_Jfeng发布了新的文献求助10
14秒前
feilu完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
King Tyrant 720
T/CIET 1631—2025《构网型柔性直流输电技术应用指南》 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5589147
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4672942
关于积分的说明 14790572
捐赠科研通 4627592
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2532071
邀请新用户注册赠送积分活动 1500734
关于科研通互助平台的介绍 1468396