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自動運転arXiv:2604.25329

ProDrive: 自己と環境の共進化による自動運転のためのプロアクティブ計画

ProDrive: Proactive Planning for Autonomous Driving via Ego-Environment Co-Evolution

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現在の観測のみに依存する反応的な自動運転計画の問題を解決するため、自己と環境の共進化を可能にするワールドモデルベースのプロアクティブ計画フレームワークを提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 提案手法: ProDrive - 世界モデルベースの proactive planning フレームワーク - 自動運転における ego-environment co-evolution を実現 - 目的: 現在の観測のみから軌道を生成する reactive planning の限界を克服 - 動的な実世界では将来のシーン進化を予測できず、近視眼的決定や安全上の失敗を招く - 構成: query-centric trajectory planner と BEV world model を end-to-end で同時学習 - planner は多様な候補軌道と planning-aware ego tokens を生成 - world model はそれらを条件に将来のシーン進化を予測 - 特徴: 双方向結合により、将来の結果評価が直接 planning を形成 - 現在の観測駆動を超えた proactive planning を可能に

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の end-to-end 自動運転 planner は現在の観測のみから軌道を生成する reactive な手法が主流 - 将来のシーン進化を予測できず、近視眼的決定や安全クリティカルな失敗が生じる - ProDrive は world model を活用した proactive planning を提案 - ego と環境の共進化を可能にし、将来の結果評価を planning に反映 - 先行研究と比べ、NAVSIM v1 で安全性と planning 効率の両面で強いベースラインを上回る - アブレーションで ego-environment coupling 設計の有効性を検証

3. 技術・手法の肝は?

- 核となる技術: world-model-based proactive planning - query-centric trajectory planner と BEV world model を end-to-end で同時学習 - planner の役割: - 多様な候補軌道を生成 - planning-aware ego tokens を生成 - world model の役割: - planner の特徴を注入され、候補軌道に条件付けられた将来のシーン進化を予測 - 双方向結合: - planner 特徴を world model に注入 - 全候補を並列評価し、end-to-end 勾配流を保持 - 将来の結果評価が直接 planning を形成 - これにより現在の観測駆動を超えた proactive planning を実現

4. どうやって有効だと検証した?

- データセット: NAVSIM v1 を使用 - 比較: 強いベースラインと比較し、安全性と planning 効率の両方で ProDrive が優位 - アブレーション: 提案する ego-environment coupling 設計の有効性を検証 - 具体的なアブレーション設定や指標は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 要旨からは不明 - 限界、失敗事例、計算コスト、一般化性、倫理的影響などに関する議論は記載されていない

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究: - NAVSIM v1 ベースライン(具体的な手法名は要旨に記載なし) - 関連手法: - end-to-end autonomous driving planners - world-model-based planning - reactive planning - query-centric trajectory planner - BEV world model - 同分野の定番: - 自動運転の end-to-end 学習手法(例: 模倣学習ベースの planner) - 世界モデルを用いた予測・計画手法

※ 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: Chuyao Fu, Shengzhe Gan, Zhuoli Ouyang, Yuhan Rui, Xiaowei Chi, Sirui Han, Jiankun Wang, Hong Zhang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

End-to-end autonomous driving planners typically generate trajectories from current observations alone. However, real-world driving is highly dynamic, and such reactive planning cannot anticipate future scene evolution, often leading to myopic decisions and safety-critical failures. We propose ProDrive, a world-model-based proactive planning framework that enables ego-environment co-evolution for autonomous driving. ProDrive jointly trains a query-centric trajectory planner and a bird's-eye-view (BEV) world model end-to-end: the planner generates diverse candidate trajectories and planning-aware ego tokens, while the world model predicts future scene evolution conditioned on them. By injecting planner features into the world model and evaluating all candidates in parallel, ProDrive preserves end-to-end gradient flow and allows future outcome assessment to directly shape planning. This bidirectional coupling enables proactive planning beyond current-observation-driven decision-making. Experiments on NAVSIM v1 show that ProDrive outperforms strong baselines in both safety and planning efficiency, while ablations validate the effectiveness of the proposed ego-environment coupling design.

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