[論文レビュー] A Right-of-Way Based Strategy to Implement Safe and Efficient Driving at Non-Signalized Intersections for Automated Vehicles

Yadong Xing, Can Zhao+8 more|arXiv (Cornell University)|Apr 22, 2019

Autonomous Vehicle Technology and Safety参考文献 19被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、通信負荷を低減しつつも安全を維持するように、自動運転車両の非信号交差点における安全と効率を向上させるための、右折権割り当て（RWA）に基づく戦略を提案する。評価結果では、RWA戦略はRSSフレームワークを改善し、通信コストを大幅に削減しながらも、交通効率がRSSを上回ることを示しているが、通信範囲の制限と長期計画の欠如により、協調運転戦略に比べて性能に劣る。

ABSTRACT

Non-signalized intersection is a typical and common scenario for connected and automated vehicles (CAVs). How to balance safety and efficiency remains difficult for researchers. To improve the original Responsibility Sensitive Safety (RSS) driving strategy on the non-signalized intersection, we propose a new strategy in this paper, based on right-of-way assignment (RWA). The performances of RSS strategy, cooperative driving strategy, and RWA based strategy are tested and compared. Testing results indicate that our strategy yields better traffic efficiency than RSS strategy, but not satisfying as the cooperative driving strategy due to the limited range of communication and the lack of long-term planning. However, our new strategy requires much fewer communication costs among vehicles.

研究の動機と目的

• 非信号交差点における自動運転車両の運用における安全と効率のバランスを図る課題に対処すること。
• 右折権割り当て（RWA）メカニズムを導入することで、責任感受性安全（RSS）戦略を改善すること。
• 協調運転戦略と比較して通信負荷を低減しつつ、安全を維持し、効率を向上させること。
• 自動交差走行シナリオにおける通信コスト、効率、安全性のトレードオフを評価すること。

提案手法

• RWAに基づく戦略は、事前に定義されたルールに従って、非信号交差点における車両に右折権を割り当てる。安全を最優先とし、衝突を最小限に抑える。
• 実時間の調整を必要としないように、右折権論理を組み込むことで、元のRSSフレームワークを変更する。
• 限られた車両間通信（V2V）に依存し、完全な軌道共有ではなく、基本的な右折権情報のみを用いる。
• 各車両が局所的な認識と通信に基づいて自らの右折権状態を決定する分散型意思決定アプローチを採用する。
• 長期的軌道計画を回避することで、計算および通信負荷を低減する。
• 同一条件下で、RSSおよび協調運転戦略と比較してシミュレーションで評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 右折権割り当ては、RSSと比較して、自動運転車両の非信号交差点における安全と効率をどのように向上させるか？
• RQ2 自動交差走行戦略における通信コストと交通効率のトレードオフは何か？
• RQ3 RWAに基づく戦略は、協調運転戦略と比較して、性能とスケーラビリティの面でどのように異なるか？
• RQ4 通信範囲の制限が、RWAに基づく戦略の性能にどの程度影響を与えるか？
• RQ5 通信量を低減した分散型戦略は、RSSを上回る効率を維持しながらも、安全を確保できるか？

主な発見

• RWAに基づく戦略は、元のRSS戦略よりも高い交通効率を達成しており、非信号交差点におけるスループットの向上を示している。
• 協調運転戦略と比較して、RWA戦略は通信コストを顕著に低減しており、大規模な展開においてもスケーラブルである。
• 通信要件が低いにもかかわらず、右折権ルールの強制により高い水準の安全性を維持している。
• 長期的軌道計画の欠如と通信範囲の制限のため、協調戦略と比較して性能が制限されている。
• 通信インfraが乏しくまたは不安定な環境において、実世界への展開に強く有望である。
• シミュレーション結果は、RWAアプローチが安全性、効率性、通信効率の間で良好なバランスを実現していることを確認している。