Navigating safely and efficiently in dense and heterogeneous traffic scenarios is challenging for autonomous vehicles (AVs) due to their inability to infer the behaviors or intentions of nearby drivers. In this work, we propose a distributed multi-agent reinforcement learning (MARL) algorithm with trajectory and intent prediction in dense and heterogeneous traffic scenarios. Our approach for intent-aware planning, iPLAN, allows agents to infer nearby drivers' intents solely from their local observations. We model two distinct incentives for agents' strategies: Behavioral incentives for agents' long-term planning based on their driving behavior or personality; Instant incentives for agents' short-term planning for collision avoidance based on the current traffic state. We design a two-stream inference module that allows agents to infer their opponents' incentives and incorporate their inferred information into decision-making. We perform experiments on two simulation environments, Non-Cooperative Navigation and Heterogeneous Highway. In Heterogeneous Highway, results show that, compared with centralized MARL baselines such as QMIX and MAPPO, our method yields a 4.0% and 35.7% higher episodic reward in mild and chaotic traffic, with 48.1% higher success rate and 80.6% longer survival time in chaotic traffic. We also compare with a decentralized baseline IPPO and demonstrate a higher episodic reward of 9.2% and 10.3% in mild traffic and chaotic traffic, 25.3% higher success rate, and 13.7% longer survival time.


翻译:在密集且异构的交通场景中,由于自动驾驶车辆(AVs)无法推断周边驾驶者的行为或意图,实现安全高效导航具有挑战性。本文提出一种融合轨迹预测与意图感知的分布式多智能体强化学习(MARL)算法,适用于密集异构交通场景。我们的意图感知规划方法iPLAN使智能体仅通过局部观测推断周边驾驶者的意图。我们为智能体策略建模两种差异化动机:基于驾驶行为或个性的长期规划行为动机;以及基于当前交通状态用于碰撞规避的短期规划即时动机。设计双流推理模块使智能体能推断对手动机,并将推断信息融入决策过程。我们在非合作导航与异构高速公路两个仿真环境中进行实验。在异构高速公路场景中,与QMIX和MAPPO等集中式MARL基线相比,本方法在平缓与混乱交通下分别获得4.0%和35.7%更高的累积奖励,在混乱交通中实现48.1%更高成功率及80.6%更长存活时间。与去中心化基线IPPO对比,本方法在平缓与混乱交通中分别获得9.2%和10.3%的累积奖励提升,25.3%更高成功率及13.7%更长存活时间。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+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
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月3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
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员