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協調知覚arXiv:2509.17107

CoBEVMoE: 動的Mixture-of-Expertsによる異種性を考慮した協調知覚のための特徴融合

CoBEVMoE: Heterogeneity-aware Feature Fusion with Dynamic Mixture-of-Experts for Collaborative Perception

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BEV空間で動的に生成されるエキスパート群を用いて、エージェント間の特徴の類似性と異質性を明示的にモデル化する協調知覚フレームワークを提案し、BEVセグメンテーションと3D物体検出で最高性能を達成した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 複数エージェント間で情報共有し、sensing coverage と perception accuracy を高める Collaborative perception の新フレームワーク CoBEVMoE を提案。 - Bird's Eye View (BEV) 空間で動作し、Dynamic Mixture-of-Experts (DMoE) を組み込む。 - 各 expert を特定エージェントの入力特徴から動的に生成し、共有 semantics を見つつ固有で信頼できる cues を抽出。 - 融合過程でエージェント間の feature similarity と heterogeneity の両方を明示的にモデル化する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の intermediate fusion 手法は類似特徴の alignment に主眼を置き、エージェント間の perceptual diversity を軽視していた。 - 本手法は heterogeneity を陽に扱う点が差分。 - DMoE により expert を入力特徴から動的生成し、類似性と異質性の双方を同時にモデル化。 - Dynamic Expert Metric Loss (DEML) で expert 間 diversity と fused representation の discriminability を高める。

3. 技術・手法の肝は?

- BEV 空間での collaborative perception フレームワーク。 - Dynamic Mixture-of-Experts (DMoE): 各 expert を特定エージェントの入力特徴に基づき動的生成。 - expert は共有 semantics に attend しつつ、そのエージェント固有の信頼できる cues を抽出。 - Dynamic Expert Metric Loss (DEML) を導入し、inter-expert diversity と fused representation の識別性を向上。 - これにより融合時に feature similarity と heterogeneity を明示的にモデル化。

4. どうやって有効だと検証した?

- OPV2V と DAIR-V2X-C の2データセットで extensive experiments を実施。 - Camera-based BEV segmentation の IoU が OPV2V で +1.5% 向上。 - LiDAR-based 3D object detection の AP@0.5 が DAIR-V2X-C で +3.0% 向上。 - state-of-the-art performance を達成し、expert-based heterogeneous feature modeling の有効性を確認。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明(heterogeneity を陽にモデル化する設計の限界や計算コスト、expert 数依存性などの議論は要旨に記載なし)。 - 要旨では perceptual diversity の軽視という既存手法の課題を動機として提示。 - source code 公開予定との記載あり。

6. 次に読むべき論文は?

- 比較対象として言及される intermediate fusion 系の collaborative perception 研究(具体名は要旨に記載なし)。 - OPV2V を用いる collaborative perception の定番ベースライン(例: V2VNet, AttFuse)。 - DAIR-V2X-C を用いる V2X collaborative perception 研究。 - Mixture-of-Experts を用いた feature fusion 関連手法。

※ 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: Lingzhao Kong, Jiacheng Lin, Siyu Li, Kai Luo, Zhiyong Li, Kailun Yang

分類: cs.CV, cs.RO, eess.IV

原文アブストラクト

Collaborative perception aims to extend sensing coverage and improve perception accuracy by sharing information among multiple agents. However, due to differences in viewpoints and spatial positions, agents often acquire heterogeneous observations. Existing intermediate fusion methods primarily focus on aligning similar features, often overlooking the perceptual diversity among agents. To address this limitation, we propose CoBEVMoE, a novel collaborative perception framework that operates in the Bird's Eye View (BEV) space and incorporates a Dynamic Mixture-of-Experts (DMoE) architecture. In DMoE, each expert is dynamically generated based on the input features of a specific agent, enabling it to extract distinctive and reliable cues while attending to shared semantics. This design allows the fusion process to explicitly model both feature similarity and heterogeneity across agents. Furthermore, we introduce a Dynamic Expert Metric Loss (DEML) to enhance inter-expert diversity and improve the discriminability of the fused representation. Extensive experiments on the OPV2V and DAIR-V2X-C datasets demonstrate that CoBEVMoE achieves state-of-the-art performance. Specifically, it improves the IoU for Camera-based BEV segmentation by +1.5% on OPV2V and the AP@0.5 for LiDAR-based 3D object detection by +3.0% on DAIR-V2X-C, verifying the effectiveness of expert-based heterogeneous feature modeling in multi-agent collaborative perception. The source code will be made publicly available at https://github.com/godk0509/CoBEVMoE.

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