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V2X協調自動運転arXiv:2511.09013

UniMM-V2X:MoEで強化した多段階融合によるエンドツーエンド協調自動運転

UniMM-V2X: MoE-Enhanced Multi-Level Fusion for End-to-End Cooperative Autonomous Driving

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V2X協調自動運転において、知覚・予測・計画を階層的に統合するエンドツーエンド枠組みを提案し、Mixture-of-ExpertsでBEV表現と運動予測を強化してSOTA性能を達成した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- どんなもの? - 協調自動運転のための end-to-end multi-agent framework「UniMM-V2X」 - perception・prediction・planning にまたがる階層的な協調を実現 - 中核は perception と prediction の協調を統合する multi-level fusion strategy - agent 間で query を共有し協調推論することで一貫かつ安全な意思決定を狙う - Mixture-of-Experts (MoE) を組み込み BEV 表現を動的に強化 - MoE を decoder にも拡張し多様な motion pattern を捉える

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 先行研究と比べてどこがすごい? - 従来の multi-agent 手法は perception-level タスクに偏り、downstream の planning/control との整合を軽視 - 近年の end-to-end autonomous driving の能力を十分活用できていなかった - 本研究は perception・prediction・planning を階層的に協調させる end-to-end multi-agent framework を提示 - multi-level fusion で perception と prediction の協調を統合 - MoE により多様な downstream タスクへ適応し fusion 品質を向上 - DAIR-V2X で UniV2X 比で perception 精度 39.7% 改善、prediction 誤差 7.2% 削減、planning 性能 33.2% 改善の SOTA

3. 技術・手法の肝は?

- 技術や手法の肝はどこ? - perception・prediction・planning にわたる階層的協調を可能にする end-to-end multi-agent framework - multi-level fusion strategy により perception と prediction の協調を統合 - agent 間で query を共有し協調的に推論 - Mixture-of-Experts (MoE) architecture を導入し BEV 表現を動的に強化 - MoE を decoder に拡張し多様な motion pattern を捕捉 - 詳細な network 構成や fusion の具体的手順は要旨からは不明

4. どうやって有効だと検証した?

- どうやって有効だと検証した? - DAIR-V2X dataset 上で extensive experiments を実施 - UniV2X との比較で評価 - perception accuracy が 39.7% 改善 - prediction error が 7.2% 削減 - planning performance が 33.2% 改善 - これらの結果から SOTA 性能を達成したと報告 - 実験設定や指標の詳細は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 議論はある? - 要旨からは不明 - 限界や failure case、計算コスト、通信要件、スケーラビリティに関する議論は要旨に記載なし - MoE の expert 数や routing 設計の影響、multi-level fusion の各段階の寄与は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 次に読むべき論文は? - UniV2X(本論文の主要比較対象) - DAIR-V2X dataset を提案・利用した研究 - end-to-end autonomous driving の代表的研究(一般名) - multi-agent cooperative perception の研究(一般名) - Mixture-of-Experts (MoE) を用いた自動運転研究(一般名)

※ 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: Ziyi Song, Chen Xia, Chenbing Wang, Haibao Yu, Sheng Zhou, Zhisheng Niu

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Autonomous driving holds transformative potential but remains fundamentally constrained by the limited perception and isolated decision-making with standalone intelligence. While recent multi-agent approaches introduce cooperation, they often focus merely on perception-level tasks, overlooking the alignment with downstream planning and control, or fall short in leveraging the full capacity of the recent emerging end-to-end autonomous driving. In this paper, we present UniMM-V2X, a novel end-to-end multi-agent framework that enables hierarchical cooperation across perception, prediction, and planning. At the core of our framework is a multi-level fusion strategy that unifies perception and prediction cooperation, allowing agents to share queries and reason cooperatively for consistent and safe decision-making. To adapt to diverse downstream tasks and further enhance the quality of multi-level fusion, we incorporate a Mixture-of-Experts (MoE) architecture to dynamically enhance the BEV representations. We further extend MoE into the decoder to better capture diverse motion patterns. Extensive experiments on the DAIR-V2X dataset demonstrate our approach achieves state-of-the-art (SOTA) performance with a 39.7% improvement in perception accuracy, a 7.2% reduction in prediction error, and a 33.2% improvement in planning performance compared with UniV2X, showcasing the strength of our MoE-enhanced multi-level cooperative paradigm.

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