論文の概要: Knowledge-Data-Dual-Driven Reinforcement Learning for Autonomous Vehicle Control in Mixed Traffic
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.13878v1
- Date: Fri, 14 Aug 2026 02:07:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-17 20:14:29.250307
- Title: Knowledge-Data-Dual-Driven Reinforcement Learning for Autonomous Vehicle Control in Mixed Traffic
- Title(参考訳): 混合交通における自律走行車両制御のための知識データ駆動型強化学習
- Abstract要約: 混合交通では、自動運転車(AV)の意思決定は3つの相互関連課題に直面している。
第一に、物理学に基づく先駆者は、潜伏した対話的な車両の意図や多様なドライバーの振る舞いを捉えない。
第二に、周囲の車両による急激な操作は非定常性を引き起こし、ロングテールの安全イベントは未調査のままである。
第三に、ハイブリッドアクション空間は、連続車追従と離散車線変更操作の時間スケールが異なるため、統一的なRLトレーニングを不安定にする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.833666254318349
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In mixed traffic, decision-making for autonomous vehicles (AVs) confronts three interrelated challenges. First, physics-based priors incorporated into reinforcement learning (RL) models fail to capture latent interactive vehicle intentions and diverse driver behaviors, limiting the proactive reasoning capabilities. Second, abrupt maneuvers by surrounding vehicles cause non-stationarity, leaving long-tail safety events under-explored. Third, hybrid action spaces destabilize unified RL training due to the different temporal scales of continuous car-following and discrete lane-changing maneuvers. To address these issues, we propose Knowledge-Data Dual-driven Reinforcement Learning (KDDRL). First, a conditional deep generative model synthesizes intention-aware future trajectories, converting passive perception into proactive predictive states. Second, a knowledge-data dual-driven paradigm operates on these predictive states, fusing probabilistic data-driven insights with physical constraints to guide safe exploration through safety-critical scenarios. Third, a coupling module compresses both intention-aware trajectories and physical constraints into compact shared embeddings. This unified representation enables asynchronous multi-timescale optimization of continuous car-following and discrete lane-changing while preserving mutual information. Evaluations on dataset-calibrated simulations demonstrate that KDDRL effectively handles intention uncertainty, accelerates training convergence, and outperforms conventional baseline methods in terms of safety, efficiency, and comfort.
- Abstract(参考訳): 混合交通では、自動運転車(AV)の意思決定は3つの相互関連課題に直面している。
第一に、強化学習(RL)モデルに組み込まれた物理学ベースの先行モデルは、潜在的な対話的な車両意図と多様なドライバーの振る舞いを捉えることができず、前向きな推論能力を制限する。
第二に、周囲の車両による急激な操作は非定常性を引き起こし、ロングテールの安全イベントは未調査のままである。
第三に、ハイブリッドアクション空間は、連続車追従と離散車線変更操作の時間スケールが異なるため、統一的なRLトレーニングを不安定にする。
これらの課題に対処するため,知識データによる強化学習(KDDRL)を提案する。
第一に、条件付き深層生成モデルが意図認識の将来の軌跡を合成し、受動的知覚を前向きな予測状態に変換する。
第二に、ナレッジデータ二重駆動のパラダイムは、これらの予測状態で動作し、確率的データ駆動の洞察を物理的制約と融合させ、安全クリティカルなシナリオを通じて安全な探索を導く。
第三に、結合モジュールは意図認識軌道と物理的制約の両方をコンパクトな共有埋め込みに圧縮する。
この統一表現は、相互情報を保持しながら、連続車追従と離散車線変更の非同期マルチスケール最適化を可能にする。
KDDRLは意図的不確実性を効果的に処理し、トレーニングの収束を加速し、安全性、効率、快適性の点で従来のベースライン手法より優れていることを示す。
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