电气工程与系统科学 > 系统与控制
[提交于 2025年9月18日
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标题: 基于数字孪生的智能交叉口协同自动驾驶:一种多智能体强化学习方法
标题: Digital Twin-based Cooperative Autonomous Driving in Smart Intersections: A Multi-Agent Reinforcement Learning Approach
摘要: 无信号交叉口由于复杂的交通流和盲区而带来安全和效率的挑战。 在本文中,提出了一种基于数字孪生(DT)的合作驾驶系统,采用路边单元(RSU)中心架构,以提高无信号交叉口的安全性和效率。 该系统利用全面的鸟瞰图(BEV)感知来消除盲区,并采用结合离线预训练与在线微调的混合强化学习(RL)框架。 具体而言,驾驶策略首先使用保守Q学习(CQL)结合行为克隆(BC)在真实数据集上进行训练,然后通过多智能体近端策略优化(MAPPO)结合自注意力机制进行微调,以处理动态多智能体协调问题。 RSU通过车对基础设施(V2I)通信实现实时指令。 实验结果表明,所提出的方法在协调最多三辆联网自动驾驶汽车(CAVs)时,故障率低于0.03%,显著优于传统方法。 此外,该系统在推理时间低于40毫秒的情况下表现出次线性的计算扩展性。 此外,它在各种无信号交叉口场景中表现出强大的泛化能力,表明其在实际应用中的可行性和部署准备情况。
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