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Multi-Scenario Highway Lane-Change Intention Prediction: A Physics-Informed AI Framework for Three-Class Classification

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저자

Jiazhao Shi, Yichen Lin, Yiheng Hua, Ziyu Wang, Zijian Zhang, Wenjia Zheng, Yun Song, Kuan Lu, Shoufeng Lu

개요

자율주행 시스템의 안전성 및 의사 결정을 향상시키기 위해, 차량 운동학, 상호 작용 가능성 및 교통 안전 지표를 통합하는 물리 기반 AI 프레임워크를 제안합니다. 이 프레임워크는 차선 변경 예측을 왼쪽 변경, 오른쪽 변경, 변경 없음의 3가지 클래스로 분류하고, 직선 고속도로 구간(highD)과 복잡한 램프 시나리오(exiD)에서 평가됩니다. 특히 LightGBM 모델이 높은 정확도와 일반화 성능을 보이며, LSTM 기반 모델보다 우수한 성능을 나타냅니다.

시사점, 한계점

시사점:
물리 기반 접근 방식을 통해 자율주행 시스템의 차선 변경 예측 정확도를 향상시킴.
3가지 클래스 분류를 통해 더 현실적인 시나리오를 반영.
다양한 데이터셋(highD, exiD)에서 우수한 성능을 입증.
실시간 차선 변경 의도 예측을 위한 실용적인 프레임워크 제시.
한계점:
제한된 정보만으로 판단하여 다른 상황에서 일반화 성능이 제한될 수 있음.
다른 복잡한 시나리오 및 변수들을 고려하지 못함.
모델의 확장성 및 효율성에 대한 추가 연구 필요.
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