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運動予測arXiv:2603.09420

クラス増分型運動予測

Class-Incremental Motion Forecasting

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カメラ画像から新たな物体クラスが逐次追加される状況で将来軌道を予測する初のエンドツーエンド枠組みを提案し、既知クラスの性能を保ちつつ新規クラスに適応できることを示した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 既存の motion forecasting は閉世界仮定(固定クラス・高品質知覚)に依存 - 本研究は class-incremental motion forecasting を新設定として導入 - 新クラスが逐次出現し、camera images から将来軌道を直接予測 - この設定のための初の end-to-end フレームワークを提案 - 既知クラスの性能を維持しつつ新クラスに適応

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来は固定クラス・完全知覚を前提とし、実世界の不完全知覚や新クラス出現に対応不可 - 本研究は class-incremental 設定を初めて定義し、end-to-end で camera images から予測 - 新クラス適応と既知クラスの catastrophic forgetting 抑制を両立 - open-vocabulary segmentation と motion forecasting を組み合わせた初の枠組み

3. 技術・手法の肝は?

- 既知クラスの motion forecasting pseudo-labels を生成 - open-vocabulary segmentation model の 2D instance masks とマッチング - 3D-to-2D keypoint voting で不整合・過信予測をフィルタ - query feature variance-based replay で情報量の多い過去系列をサンプリングし prior knowledge を保持

4. どうやって有効だと検証した?

- nuScenes と Argoverse 2 で広範に評価 - 既知クラス性能を維持しつつ新クラスに適応できることを確認 - 実世界運転への zero-shot transfer を実証 - nuScenes と NeuroNCAP で open-/closed-loop end-to-end class-incremental planning に拡張可能

5. 議論はある?

- 要旨からは不明(限界や失敗例、計算コスト、クラス数増加時のスケーラビリティ等の議論は記載なし)

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究は明示されていない - 関連手法として open-vocabulary segmentation, motion forecasting, class-incremental learning, catastrophic forgetting, replay-based continual learning, nuScenes, Argoverse 2, NeuroNCAP が挙げられる

※ 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: Nicolas Schischka, Nikhil Gosala, B Ravi Kiran, Senthil Yogamani, Abhinav Valada

分類: cs.CV, cs.AI, cs.RO

原文アブストラクト

Motion forecasting enables autonomous vehicles to anticipate scene evolution by predicting the future trajectories of dynamic agents. However, existing approaches typically assume a closed-world setting with a fixed object taxonomy and access to high-quality perception, limiting their applicability in the real world where perception is imperfect, and new object classes may emerge over time. In this work, we introduce class-incremental motion forecasting, a novel setting in which new object classes are sequentially introduced over time and future object trajectories are predicted directly from camera images. We propose the first end-to-end framework for this setting, which adapts to newly introduced classes while mitigating catastrophic forgetting of previously learned ones. Our method generates motion forecasting pseudo-labels for known classes and matches them with 2D instance masks from an open-vocabulary segmentation model. This 3D-to-2D keypoint voting mechanism filters inconsistent and overconfident predictions, while a query feature variance-based replay strategy samples informative past sequences to preserve prior knowledge. Extensive evaluations on nuScenes and Argoverse 2 show that our approach successfully preserves performance on known classes while effectively adapting to novel ones. We further demonstrate zero-shot transfer to real-world driving and show that the framework extends naturally to open- and closed-loop end-to-end class-incremental planning on nuScenes and NeuroNCAP. Code and models will be made publicly available at https://omen.cs.uni-freiburg.de.

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