符号付きネットワークによる無信号交差点での分散型意見統合意思決定

要旨: 本書簡では、信号のない交差点における連結された自律走行車同士の分散型意思決定の問題を取り上げます。既存の集中型アプローチは、混在する操縦意図やコーディネータの故障のもとでは、スケールしにくいという課題があります。そこで、交差点調整のための閉ループ・オピニオン・ダイナミクス（意見動力学）に基づく意思決定モデルを提案します。このモデルでは、車両は二重の符号付きネットワークを通じて意図を交換します。すなわち、衝突トポロジに基づく通信ネットワークと、コミットメント駆動の信念ネットワークです。これにより、中央集権型のコーディネータなしで協調を可能にします。連続的な意見状態は、コミットメントに先立って速度最適化器の重みを調整します。その後、閉形式の予測可能性ゲートが各車両の意思決定を、GO または YIELD のコミットメントへと凍結します。このコミットメントは信念ネットワークを通じて逆伝播し、物理的な競合に先立って近傍車両の挙動を事前条件付けします。進入（通過）の順序は、関節最適化やソルバを用いずに、幾何学的な実現可能性と到着の優先順位から導かれます。本手法は、完全競合、合流、ならびに混在する競合トポロジを含む3つのシナリオにわたって検証されます。その結果、衝突のない協調が示され、すべての競合が非自明な構成において、先着先乗り（FCFS）と比較して最終車両の退出時間が短いことが示されます。