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SAGE:面向临时交通管制下施工区路径预测的视觉语言与几何混合框架

文章摘要

SAGE 提出一种“读取—决策—执行—校验”框架,将视觉语言模型的轨迹判断作为对完整几何候选路径的偏好,并结合 MUTCD 规则进行最终干预,在 ROADWork 数据集上显著降低位移误差与硬约束违规。

来源arXiv Computer Vision作者: Jiaxi Liu, Keshu Wu, Weizhe Tang, Bofeng Cao, Sikai Chen, Xiaopeng Li, Steven T. Parker, Bin Ran
SAGE:面向临时交通管制下施工区路径预测的视觉语言与几何混合框架
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在道路施工区域,临时交通管制会重新引导车辆通行,自动驾驶系统必须把对可见交通设施的语义理解转化为一条连续、可执行的通过路径。几何预测器往往能生成多条看似合理的候选路径,但从中挑选出真正符合临时管制意图的那一条仍然困难。针对这一问题,论文提出了 SAGE(Semantic-to-Action Grounded Execution,语义到动作的落地执行)框架,以“读取—决策—执行—校验”的流程把路径构造、路径偏好与控制合规拆分开来,并在同一候选空间内协同处理。

SAGE 的核心思路是把视觉语言模型(VLM)输出的轨迹当作一种偏好信号,用来对完整的几何候选路径进行排序。具体而言,一个角色解耦的生成器负责构造候选路径,随后通过排序融合将每条候选自身的几何得分与其同 VLM 轨迹的一致程度结合起来。这样既保留了传统几何方法在路径生成上的多样性,又引入了 VLM 对交通场景语义的理解能力,避免仅凭几何分数做出与临时管制相悖的选择。

在监督信号方面,SAGE 围绕《统一交通控制设施手册》(MUTCD)设计训练结构,要求 SAGE-VLM 在给出通行决策和轨迹之前,先陈述车道状态与危险侧。预测出的危险侧会被转化为基于 MUTCD 条款的图像空间谓词,这些谓词支撑最终的有界干预——干预在得分和位移上均受到限制,从而保证修正不会过度偏离几何候选。

实验在 2,306 个真实世界 ROADWork 验证片段上展开。结果显示,在 87% 的片段中,候选集合里已经包含与人类演示路径相差 10 像素以内的路径,这说明候选生成本身覆盖充分;但选择遗憾占到了几何排序器误差的 53%,凸显了“选不对”才是主要瓶颈。SAGE 相对于该几何排序器将平均位移误差和最终位移误差分别降低 8.3% 和 12.0%,改进主要出现在远场区域,同时将硬约束违规减少 37%。此外,VLM 轨迹意见对全部四组测试过的生成器—选择器组合都有提升;SAGE 在精度上与最先进的 VLM 模块相当,且所用 VLM 响应更快,并在位移误差和安全指标上优于另外四种经过适配的驾驶 VLM。论文项目页面为 https://hhjj233.github.io/SAGE-page/。

展开要点与分析

文章情报

工程师进阶

要点

  • SAGE 在共享候选空间中分离路径构造、偏好选择与控制合规三个环节
  • VLM 轨迹作为几何候选的排序偏好,并与几何分数进行排序融合
  • 在 2,306 个真实 ROADWork 验证片段上,平均和最终位移误差分别降低 8.3% 和 12.0%
  • 硬约束违规减少 37%,且优于四种适配的驾驶 VLM

要点与分析由自动化流程生成,可能有误,请结合原始来源核实。