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自動運転/End-to-EndarXiv:2507.14456

GEMINUS:エンドツーエンド自動運転のためのデュアル認識型グローバル・シーン適応型Mixture-of-Experts

GEMINUS: Dual-aware Global and Scene-Adaptive Mixture-of-Experts for End-to-End Autonomous Driving

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グローバル専門家とシーン適応型専門家群をデュアル認識ルーターで動的に組み合わせるMixture-of-Experts型のエンドツーエンド自動運転フレームワークを提案し、単眼視のみでBench2Driveベンチマークの運転スコアと成功率で最高性能を達成した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 対象: 複雑で多様な交通環境に対応する end-to-end autonomous driving の枠組み - 名称: GEMINUS - 構成: Global Expert と Scene-Adaptive Experts Group からなる Mixture-of-Experts 型の計画フレームワーク - ルーティング: Dual-aware Router が expert を動的に活性化 - 狙い: 多様なシナリオへの適応性と堅牢性の両立 - 入力: monocular vision のみでも動作すると報告

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 先行の single-mode planning は単一の overall policy を学習し、多様な運転技能の獲得が難しいと指摘 - 提案は Mixture-of-Experts により expert を分担させ、単一ポリシーでは得にくい多様性を確保 - Global Expert が全体データで堅牢性を担い、Scene-Adaptive Experts が適応性を担う役割分担が特徴 - Dual-aware Router が scenario-level 特徴と routing uncertainty を同時考慮する点が従来と異なる - Bench2Drive closed-loop benchmark で既存手法を上回り、Driving Score と Success Rate で state-of-the-art と主張

3. 技術・手法の肝は?

- Global Expert: データセット全体で学習し、堅牢な性能を担う - Scene-Adaptive Experts: 対応する scene subset ごとに学習し、適応的な性能を担う - Dual-aware Router: scenario-level の特徴と routing uncertainty を考慮して expert module を動的に活性化 - 結合: Global Expert と Scene-Adaptive Experts Group を Dual-aware Router で効果的に結合 - 効果: 多様なシナリオで適応性と堅牢性を両立させる設計

4. どうやって有効だと検証した?

- 評価基盤: Bench2Drive closed-loop benchmark を使用 - 指標: Driving Score と Success Rate で評価 - 結果: 既存手法を上回り、両指標で state-of-the-art を達成と報告 - 条件: monocular vision 入力のみでもこの性能に到達 - 再現性: コードが https://github.com/newbrains1/GEMINUS で公開

5. 議論はある?

- 要旨では single-mode planning の限界を動機として提示 - Global Expert と Scene-Adaptive Experts の役割分担により適応性と堅牢性の両立を主張 - Dual-aware Router が routing uncertainty を考慮する設計意図が示される - 具体的な失敗事例、計算コスト、expert 数の感度、scene subset 分割の妥当性などは要旨からは不明 - 定量比較の詳細や ablation の内容も要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- Bench2Drive closed-loop benchmark の原論文・評価プロトコル - Mixture-of-Experts を用いた end-to-end autonomous driving の関連研究 - single-mode planning 系の end-to-end 計画手法(比較対象として要旨が言及する枠組み) - routing uncertainty や scene-adaptive routing を扱う関連研究 - monocular vision 入力の end-to-end autonomous driving 研究

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Chi Wan, Yixin Cui, Jiatong Du, Shuo Yang, Yulong Bai, Peng Yi, Nan Li, Yanjun Huang

分類: cs.CV, cs.RO

原文アブストラクト

End-to-end autonomous driving requires adaptive and robust handling of complex and diverse traffic environments. However, prevalent single-mode planning methods attempt to learn an overall policy while struggling to acquire diversified driving skills to handle diverse scenarios. Therefore, this paper proposes GEMINUS, a Mixture-of-Experts end-to-end autonomous driving framework featuring a Global Expert and a Scene-Adaptive Experts Group, equipped with a Dual-aware Router. Specifically, the Global Expert is trained on the overall dataset, possessing robust performance. The Scene-Adaptive Experts are trained on corresponding scene subsets, achieving adaptive performance. The Dual-aware Router simultaneously considers scenario-level features and routing uncertainty to dynamically activate expert modules. Through the effective coupling of the Global Expert and the Scene-Adaptive Experts Group via the Dual-aware Router, GEMINUS achieves both adaptability and robustness across diverse scenarios. GEMINUS outperforms existing methods in the Bench2Drive closed-loop benchmark and achieves state-of-the-art performance in Driving Score and Success Rate, even with only monocular vision input. The code is available at https://github.com/newbrains1/GEMINUS.

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