Autonomous Driving (AD) vehicles still struggle to exhibit human-like behavior in highly dynamic and interactive traffic scenarios. The key challenge lies in AD's limited ability to interact with surrounding vehicles, largely due to a lack of understanding the underlying mechanisms of social interaction. To address this issue, we introduce MPCFormer, an explainable socially-aware autonomous driving approach with physics-informed and data-driven coupled social interaction dynamics. In this model, the dynamics are formulated into a discrete space-state representation, which embeds physics priors to enhance modeling explainability. The dynamics coefficients are learned from naturalistic driving data via a Transformer-based encoder-decoder architecture. To the best of our knowledge, MPCFormer is the first approach to explicitly model the dynamics of multi-vehicle social interactions. The learned social interaction dynamics enable the planner to generate manifold, human-like behaviors when interacting with surrounding traffic. By leveraging the MPC framework, the approach mitigates the potential safety risks typically associated with purely learning-based methods. Open-looped evaluation on NGSIM dataset demonstrates that MPCFormer achieves superior social interaction awareness, yielding the lowest trajectory prediction errors compared with other state-of-the-art approaches. The prediction achieves an ADE as low as 0.86 m over a long prediction horizon of 5 seconds. Close-looped experiments in highly intense interaction scenarios, where consecutive lane changes are required to exit an off-ramp, further validate the effectiveness of MPCFormer. Results show that MPCFormer achieves the highest planning success rate of 94.67%, improves driving efficiency by 15.75%, and reduces the collision rate from 21.25% to 0.5%, outperforming a frontier Reinforcement Learning (RL) based planner.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
1+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
9+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
9+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
9+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
9+阅读 · 10月12日
相关VIP内容
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员