Ein neues Konzept für die Trajektoriengenerierung und -stabilisierung in zeitkritischen Verkehrsszenarien

Durch den Einsatz autonomer Fahrzeuge kann der Straßenverkehr effizienter, komfortabler und vor allem sicherer gestaltet werden. Neben der hierfür erforderlichen Umfeldwahrnehmung stellen besonders die Bewegungsplanung und -ausführung zeitkritischer Fahrmanöver zur Beherrschung von dynamischen Verkehrsszenarien eine große Herausforderung dar. Herkömmliche Verfahren, die trotz trickreicher Modifikationen dieser nicht gewachsen sind, werden konsequent durch trajektorienbasierte Konzepte ersetzt

Ein neues Konzept für die Trajektoriengenerierung und -stabilisierung in zeitkritischen Verkehrsszenarien

Durch den Einsatz autonomer Fahrzeuge kann der Straßenverkehr effizienter, komfortabler und vor allem sicherer gestaltet werden. Neben der hierfür erforderlichen Umfeldwahrnehmung stellen besonders die Bewegungsplanung und -ausführung zeitkritischer Fahrmanöver zur Beherrschung von dynamischen Verkehrsszenarien eine große Herausforderung dar. Herkömmliche Verfahren, die trotz trickreicher Modifikationen dieser nicht gewachsen sind, werden konsequent durch trajektorienbasierte Konzepte ersetzt

Optimizing trajectories for highway driving with offline reinforcement learning

Achieving feasible, smooth and efficient trajectories for autonomous vehicles which appropriately take into account the long-term future while planning, has been a long-standing challenge. Several approaches have been considered, roughly falling under two categories: rule-based and learning-based approaches. The rule-based approaches, while guaranteeing safety and feasibility, fall short when it comes to long-term planning and generalization. The learning-based approaches are able to account for long-term planning and generalization to unseen situations, but may fail to achieve smoothness, safety and the feasibility which rule-based approaches ensure. Hence, combining the two approaches is an evident step towards yielding the best compromise out of both. We propose a Reinforcement Learning-based approach, which learns target trajectory parameters for fully autonomous driving on highways. The trained agent outputs continuous trajectory parameters based on which a feasible polynomial-based trajectory is generated and executed. We compare the performance of our agent against four other highway driving agents. The experiments are conducted in the Sumo simulator, taking into consideration various realistic, dynamically changing highway scenarios, including surrounding vehicles with different driver behaviors. We demonstrate that our offline trained agent, with randomly collected data, learns to drive smoothly, achieving velocities as close as possible to the desired velocity, while outperforming the other agents