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SAGE:面向臨時交通管制下施工區路徑預測的視覺語言與幾何混合框架

文章摘要

SAGE 提出一種“讀取—決策—執行—校驗”框架,將視覺語言模型的軌跡判斷作為對完整幾何候選路徑的偏好,並結合 MUTCD 規則進行最終干預,在 ROADWork 資料集上顯著降低位移誤差與硬約束違規。

來源arXiv Computer Vision作者: Jiaxi Liu, Keshu Wu, Weizhe Tang, Bofeng Cao, Sikai Chen, Xiaopeng Li, Steven T. Parker, Bin Ran
SAGE:面向臨時交通管制下施工區路徑預測的視覺語言與幾何混合框架
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在道路施工區域,臨時交通管制會重新引導車輛通行,自動駕駛系統必須把對可見交通設施的語義理解轉化為一條連續、可執行的透過路徑。幾何預測器往往能生成多條看似合理的候選路徑,但從中挑選出真正符合臨時管制意圖的那一條仍然困難。針對這一問題,論文提出了 SAGE(Semantic-to-Action Grounded Execution,語義到動作的落地執行)框架,以“讀取—決策—執行—校驗”的流程把路徑構造、路徑偏好與控制合規拆分開來,並在同一候選空間內協同處理。

SAGE 的核心思路是把視覺語言模型(VLM)輸出的軌跡當作一種偏好訊號,用來對完整的幾何候選路徑進行排序。具體而言,一個角色解耦的生成器負責構造候選路徑,隨後透過排序融合將每條候選自身的幾何得分與其同 VLM 軌跡的一致程度結合起來。這樣既保留了傳統幾何方法在路徑生成上的多樣性,又引入了 VLM 對交通場景語義的理解能力,避免僅憑几何分數做出與臨時管制相悖的選擇。

在監督訊號方面,SAGE 圍繞《統一交通控制設施手冊》(MUTCD)設計訓練結構,要求 SAGE-VLM 在給出通行決策和軌跡之前,先陳述車道狀態與危險側。預測出的危險側會被轉化為基於 MUTCD 條款的影像空間謂詞,這些謂詞支撐最終的有界干預——干預在得分和位移上均受到限制,從而保證修正不會過度偏離幾何候選。

實驗在 2,306 個真實世界 ROADWork 驗證片段上展開。結果顯示,在 87% 的片段中,候選集合裡已經包含與人類演示路徑相差 10 畫素以內的路徑,這說明候選生成本身覆蓋充分;但選擇遺憾佔到了幾何排序器誤差的 53%,凸顯了“選不對”才是主要瓶頸。SAGE 相對於該幾何排序器將平均位移誤差和最終位移誤差分別降低 8.3% 和 12.0%,改進主要出現在遠場區域,同時將硬約束違規減少 37%。此外,VLM 軌跡意見對全部四組測試過的生成器—選擇器組合都有提升;SAGE 在精度上與最先進的 VLM 模組相當,且所用 VLM 響應更快,並在位移誤差和安全指標上優於另外四種經過適配的駕駛 VLM。論文專案頁面為 https://hhjj233.github.io/SAGE-page/。

展開要點與分析

文章情報

工程師進階

要點

  • SAGE 在共享候選空間中分離路徑構造、偏好選擇與控制合規三個環節
  • VLM 軌跡作為幾何候選的排序偏好,並與幾何分數進行排序融合
  • 在 2,306 個真實 ROADWork 驗證片段上,平均和最終位移誤差分別降低 8.3% 和 12.0%
  • 硬約束違規減少 37%,且優於四種適配的駕駛 VLM

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