In order to reach higher levels of autonomy in autonomous driving, it is important to consider potential occluded traffic participants. Current research has considered occlusion-aware autonomous driving in urban situations. However, no implementations have shown good performance in high velocity situations such as highway driving yet, since the current methods are too conservative in these situations and result in frequent excessive braking. In this work a method is proposed that tracks boundaries on the velocity states of potential hidden traffic using reachability analysis. It is proven that the method can guarantee collision-free trajectories for any, potentially hidden, traffic. The method is evaluated on cut-in scenarios retrieved from a dataset of recorded traffic. The results show that tracking the velocity bounds for potentially hidden traffic results in more efficient trajectories up to 18 km/h faster compared to existing occlusion-aware methods. While the method shows clear improvements, it does not always manage to establish a velocity bound and at times excessive braking still occurs. Further work is thus necessary to ensure consistently well-performing occlusion-aware highway driving. / För att nå högre nivåer av autonomi vid autonom körning är det viktigt att ta hänsyn till möjliga skymda trafikanter. Aktuell forskning har övervägt skymd-sikt-medveten autonom körning i urbana situationer. Emellertid har inga implementeringar visat bra prestanda i höghastighetssituationer såsom motorvägskörning ännu, eftersom de nuvarande metoderna är för konservativa i dessa situationer och resulterar i frekventa överdrivna inbromsningar. I detta arbete föreslås en metod som bestämmer gränser för hastighetstillstånden för möjlig skymd trafik med hjälp av nåbarhetsanalys. Det är bevisat att metoden kan garantera kollisionsfria banor för all möjlig skymd trafik. Metoden utvärderas på scenarier hämtade från ett dataset av registrerad trafik. Resultaten visar att bestämning av hastighetsgränserna för möjlig skymd trafik resulterar i effektivare banor upp till 18 km/h snabbare jämfört med befintliga skymd-sikt-medvetna-metoder. Även om metoden visar tydliga förbättringar, lyckas den inte alltid fastställa en hastighetsgräns och ibland förekommer fortfarande överdriven inbromsning. Ytterligare arbete är därför nödvändigt för att säkerställa konsekvent välpresterande motorvägskörning under skymd sikt.

Over the past two decades, autonomous driving technology has made tremendous breakthroughs. With this technology, human drivers have been able to take their hands off the wheel in many scenarios and let the vehicle drive itself. Highway scenarios are less disturbed than urban scenarios, so autonomous driving is much simpler to implement and can be accomplished very well with a rule-based approach. However, a significant drawback of the rule-based approach compared to human drivers is that it is difficult to predict the intent of the vehicles in the surrounding environment by designing the algorithm’s logic. In contrast, human drivers can easily implement the intent analysis. Therefore, in this research work, we introduce the prediction module as the upstream of the autonomous driving decision-making module, so that the autonomous driving decision-maker has richer input information to better optimize the decision output by getting the intent of the surrounding vehicles. The evaluation of the final results confirms that our proposed approach is helpful for optimizing Rule-based autonomous driving decisions. / Under de senaste två decennierna har tekniken för autonom körning gjort enorma genombrott. Med denna teknik har mänskliga förare kunnat ta bort händerna från ratten i många situationer och låta fordonet köra sig självt. Scenarier på motorvägar är mindre störda än scenarier i städer, så autonom körning är mycket enklare att genomföra och kan åstadkommas mycket bra med en regelbaserad metod. En betydande nackdel med det regelbaserade tillvägagångssättet jämfört med mänskliga förare är dock att det är svårt att förutsäga avsikten hos fordonen i den omgivande miljön genom att utforma algoritmens logik. Däremot kan mänskliga förare lätt genomföra avsiktsanalysen. I det här forskningsarbetet inför vi därför förutsägelsemodulen som en uppströmsmodul för beslutsfattandet vid autonom körning, så att beslutsfattaren vid autonom körning har mer omfattande information för att bättre optimera beslutsutfallet genom att få reda på de omgivande fordonens intentioner. Utvärderingen av slutresultaten bekräftar att vårt föreslagna tillvägagångssätt är till hjälp för att optimera regelbaserade beslut om autonom körning.

We present an autonomous driving agent on a simulated highway driving scenario with vehicles such as cars and trucks moving with stochastically variable velocity profiles. The focus of the simulated environment is to test tactical decision making in highway driving scenarios. When an agent (vehicle) maintains an optimal range of velocity it is beneficial both in terms of energy efficiency and greener environment. In order to maintain an optimal range of velocity, in this thesis work I proposed two novel reward structures: (a) gaussian reward structure and (b) exponential rise and fall reward structure. I trained respectively two deep reinforcement learning agents to study their differences and evaluate their performance based on a set of parameters that are most relevant in highway driving scenarios. The algorithm implemented in this thesis work is double-dueling deep-Q-network with prioritized experience replay buffer. Experiments were performed by adding noise to the inputs, simulating Partially Observable Markov Decision Process in order to obtain reliability comparison between different reward structures. Velocity occupancy grid was found to be better than binary occupancy grid as input for the algorithm. Furthermore, methodology for generating fuel efficient policies has been discussed and demonstrated with an example. / Vi presenterar ett autonomt körföretag på ett simulerat motorvägsscenario med fordon som bilar och lastbilar som rör sig med stokastiskt variabla hastighetsprofiler. Fokus för den simulerade miljön är att testa taktiskt beslutsfattande i motorvägsscenarier. När en agent (fordon) upprätthåller ett optimalt hastighetsområde är det fördelaktigt både när det gäller energieffektivitet och grönare miljö. För att upprätthålla ett optimalt hastighetsområde föreslog jag i detta avhandlingsarbete två nya belöningsstrukturer: (a) gaussisk belöningsstruktur och (b) exponentiell uppgång och nedgång belöningsstruktur. Jag utbildade respektive två djupförstärkande inlärningsagenter för att studera deras skillnader och utvärdera deras prestanda baserat på en uppsättning parametrar som är mest relevanta i motorvägsscenarier. Algoritmen som implementeras i detta avhandlingsarbete är dubbel-duell djupt Q- nätverk med prioriterad återuppspelningsbuffert. Experiment utfördes genom att lägga till brus i ingångarna, simulera delvis observerbar Markov-beslutsprocess för att erhålla tillförlitlighetsjämförelse mellan olika belöningsstrukturer. Hastighetsbeläggningsgaller visade sig vara bättre än binärt beläggningsgaller som inmatning för algoritmen. Dessutom har metodik för att generera bränsleeffektiv politik diskuterats och demonstrerats med ett exempel.