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SafeAuto: Knowledge-Enhanced Safe Autonomous Driving with Multimodal Foundation Models

Created by
  • Haebom

저자

Jiawei Zhang, Xuan Yang, Taiqi Wang, Yu Yao, Aleksandr Petiushko, Bo Li

개요

본 논문은 기존 자율 주행 시스템의 고차원 추론과 저차원 제어 간 연결 문제를 해결하기 위해, 시각 및 텍스트 데이터를 처리하는 다중 모달 대규모 언어 모델(MLLM)을 활용하는 SafeAuto 프레임워크를 제안합니다. SafeAuto는 비정형 및 정형 지식을 통합하여 안전성을 강화합니다. 구체적으로, 텍스트로 표현된 값의 저차원 제어 신호 예측을 개선하기 위해 위치 의존 교차 엔트로피(PDCE) 손실 함수를 도입하고, 교통 규칙을 일차 논리로 변환하여 확률적 그래프 모델(예: 마르코프 논리 네트워크, MLN)에 통합하여 예측된 행동을 검증합니다. 또한, 다중 모달 검색 증강 생성(RAG) 모델을 통해 과거 주행 경험으로부터 학습합니다. PDCE, MLN, 다중 모달 RAG를 통합한 SafeAuto는 다양한 데이터셋에서 기존 기준 모델보다 우수한 성능을 보이며, 더 정확하고 안정적이며 안전한 자율 주행을 가능하게 합니다. 소스 코드는 깃허브에서 공개됩니다.

시사점, 한계점

시사점:
MLLM을 활용하여 자율 주행 시스템의 고차원 추론과 저차원 제어를 효과적으로 통합하는 새로운 프레임워크 제시
PDCE 손실 함수를 통해 텍스트로 표현된 값의 저차원 제어 신호 예측 정확도 향상
일차 논리와 확률적 그래프 모델을 활용한 안전 지식의 명시적 통합 및 행동 검증
다중 모달 RAG 모델을 통한 과거 주행 경험 학습 및 성능 향상
다양한 데이터셋에서 기존 기준 모델 대비 우수한 성능 검증
한계점:
실제 도로 환경에서의 장기간 안전성 및 견고성에 대한 추가적인 검증 필요
다양한 예외 상황 및 돌발 상황에 대한 처리 능력에 대한 추가적인 연구 필요
MLN의 복잡성 및 계산 비용에 대한 고려 필요
PDCE 손실 함수의 일반화 성능에 대한 추가적인 분석 필요
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