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自動運転/プランニングarXiv:2606.26017

G2DP: 時空間グリッドガイダンスを用いた拡散プランニング

G2DP: Diffusion Planning with Spatio-Temporal Grid Guidance

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自動運転向けの拡散ベースのプランナーに、推論時に時空間コストボリュームから密度の高い勾配を注入する新しいガイダンス手法を提案し、nuPlanなどのベンチマークで最先端の性能を達成した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 自動運転向けの diffusion-based planner である G2DP を提案。 - 推論時に密な環境制約を guidance として注入する。 - differentiable な spatio-temporal cost volume を構築。 - 確率的な future occupancy 分布と route-progress map を融合。 - 衝突回避と経路進捗を両立する軌道生成を狙う。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存 guidance は sparse で entity-centric な幾何クエリや post-hoc refinement に依存。 - それらは situational awareness が限定的で interactive 場面で脆弱。 - G2DP は密な環境制約を inference-time guidance として直接課す。 - nuPlan で最強の imitation-learning baseline を reactive score で +7.2 点上回る。 - zero-shot transfer でも top scores を維持。

3. 技術・手法の肝は?

- differentiable な spatio-temporal cost volume を構築。 - probabilistic future occupancy 分布と route-progress map を融合。 - この volume を連続的な safety energy functional として定式化。 - denoising loop に密な勾配を直接注入。 - 軌道生成を collision-free かつ progress-optimal な領域へ能動的に誘導。

4. どうやって有効だと検証した?

- 閉ループ評価を実施。 - nuPlan で state-of-the-art 性能を達成。 - 最強の imitation-learning baseline より reactive score で +7.2 点高い。 - interPlan と DeepScenario への zero-shot transfer で top scores を維持。 - interPlan では unguided 手法より衝突回避が +10.15 改善。

5. 議論はある?

- spatio-temporal cost grids が diffusion-based planning の robust guidance に有効な表現であると示唆。 - 既存 guidance の限定的な situational awareness と脆弱性を問題として指摘。 - 提案手法の有効性は複数ベンチマークで示される。 - 限界や失敗事例、計算コストなどの詳細は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- nuPlan に関する研究。 - interPlan に関する研究。 - DeepScenario に関する研究。 - diffusion-based planner の guidance 手法。 - imitation-learning baseline に関する研究。

※ 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: Hang Yu, Ye Jin, Alessandro Canevaro, Julian Schmidt, Julian Jordan, Peizheng Li, Marc Kaufeld, Silvan Lindner, Johannes Betz, Wilhelm Stork

分類: cs.RO

原文アブストラクト

In autonomous driving, diffusion-based planners have emerged as a promising paradigm for robust motion planning in dense and interactive traffic, as they can effectively model diverse driving behaviors. However, their inherent stochasticity often requires explicit guidance during denoising to ensure safety and route adherence for robust closed-loop execution. Existing guidance typically relies on sparse, entity-centric geometric queries or post-hoc refinement, yielding limited situational awareness and fragile performance in interactive scenes. To address this issue, we propose G2DP (Grid-Guided Diffusion Planning), a diffusion-based planner that directly enforces dense environmental constraints through inference-time guidance. Specifically, G2DP constructs a differentiable spatio-temporal cost volume by fusing probabilistic future occupancy distributions with a route-progress map. By formulating this volume as a continuous safety energy functional, it injects dense gradients directly into the denoising loop, actively steering trajectory generation toward collision-free and progress-optimal regions. Extensive closed-loop evaluations show that G2DP achieves state-of-the-art performance on nuPlan, outperforming the strongest imitation-learning baseline by +7.2 points in reactive score. It further maintains top scores in zero-shot transfers to interPlan and DeepScenario benchmarks, with collision avoidance improving by +10.15 over the unguided approach on interPlan. These results demonstrate that spatio-temporal cost grids serve as an effective representation for robust guidance in diffusion-based planning. Code is available at https://github.com/HangYuu/G2DP.

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