論文の概要: Two-dimensional Decompositions of High-dimensional Configurations for Efficient Multi-vehicle Coordination at Intelligent Intersections
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.11713v1
- Date: Fri, 12 Dec 2025 16:50:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.305508
- Title: Two-dimensional Decompositions of High-dimensional Configurations for Efficient Multi-vehicle Coordination at Intelligent Intersections
- Title(参考訳): インテリジェント断面における高次元多車座標の2次元分解
- Authors: Amirreza Akbari, Johan Thunberg,
- Abstract要約: 本研究では,事前に定義された車両経路に沿って衝突のない軌道を生成する手法を提案する。
本研究では,制約付き最小時間軌道計画問題を高次元構成空間における問題として再検討する。
提案手法は既存のMILPベースの時間スケジューリングよりも大幅に優れていることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.696923033449606
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: For multi-vehicle complex traffic scenarios in shared spaces such as intelligent intersections, safe coordination and trajectory planning is challenging due to computational complexity. To meet this challenge, we introduce a computationally efficient method for generating collision-free trajectories along predefined vehicle paths. We reformulate a constrained minimum-time trajectory planning problem as a problem in a high-dimensional configuration space, where conflict zones are modeled by high-dimensional polyhedra constructed from two-dimensional rectangles. Still, in such a formulation, as the number of vehicles involved increases, the computational complexity increases significantly. To address this, we propose two algorithms for near-optimal local optimization that significantly reduce the computational complexity by decomposing the high-dimensional problem into a sequence of 2D graph search problems. The resulting trajectories are then incorporated into a Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) framework to ensure safe and smooth vehicle motion. We furthermore show in numerical evaluation that this approach significantly outperforms existing MILP-based time-scheduling; both in terms of objective-value and computational time.
- Abstract(参考訳): 知的交叉のような共有空間における多車種複雑な交通シナリオでは、安全な調整と軌道計画が計算複雑性のために困難である。
この課題に対処するために、あらかじめ定義された車両経路に沿って衝突のない軌道を生成するための計算効率の良い方法を提案する。
本研究では,2次元矩形から構築された高次元多面体を用いて競合領域をモデル化する高次元構成空間において,制約付き最小時間軌道計画問題を問題として再構成する。
それでも、そのような定式化では、関連する車両の数が増加するにつれて、計算複雑性が著しく増加する。
そこで本研究では,高次元問題を2次元グラフ探索問題列に分解することにより,計算複雑性を大幅に低減する,近似局所最適化のための2つのアルゴリズムを提案する。
結果として得られる軌道は、安全で滑らかな車両の動きを保証するために非線形モデル予測制御(NMPC)フレームワークに組み込まれる。
さらに,本手法は,目的値と計算時間の両方において,既存のMILPベースの時間スケジューリングよりも大幅に優れていることを示す。
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