Motion planning for autonomous driving must account for multi-modal uncertainty in both the intentions and trajectories of surrounding vehicles. Handling uncertainty in a worst-case manner guarantees robustness but often leads to excessive conservatism. Stochastic Model Predictive Control (SMPC) reduces trajectory-level conservatism through chance constraints, yet remains conservative with respect to intention uncertainty since constraints must hold across all intentions. We present a novel combination of SMPC and the branching structure, enabling the planner to generate distinct trajectories for different possible intentions while maintaining safety under trajectory uncertainty. A novel scenario clustering is proposed to merge prediction scenarios based on high-level decision similarity, thereby ensuring real-time tractability. Furthermore, an adaptive branching-time computation postpones commitment to separate plans until intention uncertainty is sufficiently reduced. Simulation studies in challenging highway scenarios demonstrate that the proposed method improves safety, reduces conservatism, and achieves real-time computational performance.


翻译:自动驾驶运动规划必须考虑周围车辆意图和轨迹中的多模态不确定性。以最坏情况方式处理不确定性虽能保证鲁棒性,但往往导致过度保守。随机模型预测控制通过机会约束降低了轨迹层面的保守性,但针对意图不确定性仍保持保守性,因为约束必须涵盖所有意图。我们提出一种结合随机模型预测控制与分支结构的新方法,使规划器能够针对不同可能意图生成差异化轨迹,同时保证轨迹不确定性下的安全性。进一步,提出一种基于高层决策相似性合并预测场景的新型场景聚类方法,从而保障实时可解性。此外,自适应分支时间计算机制可推迟执行独立规划方案直至意图不确定性充分降低。在具有挑战性的高速公路场景仿真验证表明,所提方法提升了安全性、降低了保守性,并实现了实时计算性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
自动驾驶中的轨迹预测大型基础模型:全面综述
专知会员服务
16+阅读 · 2025年9月18日
《不确定性下的生成式模型适应性规划》
专知会员服务
33+阅读 · 2024年8月8日
【KDD2020】动态知识图谱的多事件预测
专知
88+阅读 · 2020年8月31日
【综述】交通流量预测,附15页论文下载
专知
23+阅读 · 2020年4月23日
自动驾驶技术解读——自动驾驶汽车决策控制系统
智能交通技术
30+阅读 · 2019年7月7日
基于 Carsim 2016 和 Simulink的无人车运动控制联合仿真(三)
你的算法可靠吗? 神经网络不确定性度量
专知
40+阅读 · 2019年4月27日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员