高维配置的二维分解及其在智能交叉口的多车协调中的效率优势
系统与控制
2025-12-15 v1 机器人学
系统与控制
摘要
对于多车在共享空间如智能交叉口中的复杂交通情景，安全协调和轨迹规划因计算复杂度而具有挑战性。为此，我们引入一种用于生成沿预定义车辆路径的无碰撞轨迹的高效计算方法。我们将受约束的最短时间轨迹规划问题在高维配置空间中重新表述，冲突区域建模为由二维矩形构成的高维多面体。尽管如此，在这种表述下，随着参与车辆数量的增加，计算复杂度显著上升。为此，我们提出两种用于近似最优局部优化的算法，通过将高维问题分解为一系列二维图搜索问题来显著降低计算复杂度。所得轨迹随后被纳入非线性模型预测控制 (NMPC) 框架，以确保安全平滑的车辆运动。我们进一步在数值评估中表明，这种方法在目标值和计算时间方面均显著优于基于混合整数线性规划 (MILP) 的时间调度方法。
引用
@article{arxiv.2512.11713,
title = {Two-dimensional Decompositions of High-dimensional Configurations for Efficient Multi-vehicle Coordination at Intelligent Intersections},
author = {Amirreza Akbari and Johan Thunberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.11713},
year = {2025}
}