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歩行者軌跡予測arXiv:2609.08041

MamMA: 占有地図と歩行者認識状態を考慮したMambaベースの歩行者軌跡予測アルゴリズム

MamMA: A Mamba-Based Pedestrian Trajectory Prediction Algorithm Considering Occupancy Map and Pedestrian Awareness States

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LiDARによる占有地図とロボット搭載カメラの視点画像から得られる歩行者の認識状態を考慮し、Mambaモデルを用いて歩行者の将来軌跡を高精度に予測するアルゴリズムを提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

MamMAは、Mambaベースの歩行者軌道予測アルゴリズムであり、占有グリッドマップと歩行者の認識状態を考慮する。LiDARから得られるローカル占有マップをパッチ分割して障害物特徴を抽出し、ロボット搭載の視覚センサーから得られる自己中心視画像から歩行者の認識状態を推定する。これらの特徴をMambaモデルに入力し、将来の歩行者の軌道を予測する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

従来の多くの軌道予測アルゴリズムは、トップダウンビュー画像から歩行者近傍の障害物情報を抽出していたが、モバイルロボットは通常LiDARでローカル占有マップを生成するため、実環境との乖離があった。MamMAはLiDAR由来の占有マップを直接利用し、さらに視覚センサーから得られる自己中心視画像から歩行者の認識状態を考慮することで、より実用的で精度の高い予測を実現している点が新しい。

3. 技術・手法の肝は?

手法の肝は、占有マップをパッチに分割して各パッチから障害物特徴を抽出しマップ特徴を生成すること、歩行者の認識状態を分類して考慮すること、そしてMambaベースのモデルを用いて異なるタイプの特徴を統合し将来軌道を予測することである。

4. どうやって有効だと検証した?

STCrowd、SiT、JRDB、ETH、UCYの5つのデータセットで実験を行い、平均変位誤差(ADE)と最終変位誤差(FDE)において、最先端アルゴリズムよりも優れた結果を示した。

5. 議論はある?

要旨からは、認識状態の分類方法やMambaモデルの詳細、計算コスト、実ロボットへの実装時の性能などに関する議論は不明である。また、各データセットでの性能差や、占有マップの解像度依存性なども要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

要旨で参照されている研究として、歩行者の認識状態が知覚と速度に影響するという研究が挙げられる。また、比較対象としてstate-of-the-artアルゴリズムが挙げられているが、具体的な名称は不明。関連分野の定番として、Social LSTMやSocial GAN、Transformerベースの軌道予測手法などが考えられる。

※ 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: Juncen Long, Xiaofeng Jin, Gianluca Bardaro, Simone Mentasti, Matteo Matteucci

分類: cs.CV, cs.LG

原文アブストラクト

Many pedestrian trajectory prediction algorithms have been proposed to improve the safety of navigation for mobile robots working in human-robot coexistence environments. Some pedestrian trajectory prediction algorithms extract information about obstacles near pedestrians from top-down view images to improve the accuracy of trajectory prediction. However, mobile robots typically create local occupancy maps using LiDAR, rather than top-down view images. Meanwhile, the vision sensors on board robots provide egocentric view images, which contain fine-grained behavioral information about the pedestrians near the robot. To better use the information collected by LiDAR and on-board vision sensors, we propose MamMA, a Mamba-based pedestrian trajectory prediction algorithm considering occupancy maps and pedestrian awareness states. MamMA divides the occupancy map by patches and extracts obstacle features from each patch to create map features. Pedestrian awareness states are divided and considered, as some studies show that awareness states affect the perception and speed of pedestrians. Furthermore, a Mamba-based model is proposed to predict the future trajectories of pedestrians based on different types of features. Experiments on the STCrowd, SiT, JRDB, ETH, and UCY datasets show that MamMA achieves better average displacement error and final displacement error than the state-of-the-art algorithms.

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