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A Multi-Modal Knowledge-Enhanced Framework for Vessel Trajectory Prediction

Created by
  • Haebom

저자

Haomin Yu, Tianyi Li, Kristian Torp, Christian S. Jensen

개요

본 논문은 선박 궤적 예측의 정확도를 높이기 위해 다중 모드 지식 강화 프레임워크(MAKER)를 제안합니다. MAKER는 불규칙한 표본 추출 시간 간격 문제를 해결하기 위해 사전 훈련된 언어 모델을 활용하여 궤적 특정 상황 지식을 효과적으로 전달하는 대규모 언어 모델 기반 지식 전이(LKT) 모듈을 사용합니다. 또한, 복잡한 궤적 패턴 학습 능력을 향상시키기 위해 운동학적 지식을 사용하여 훈련 중 복잡한 패턴을 점진적으로 통합하는 지식 기반 자기 학습(KSL) 모듈을 통합합니다. 두 개의 선박 궤적 데이터 세트에 대한 실험 결과, MAKER는 최첨단 방법의 예측 정확도를 12.08%~17.86% 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.

시사점, 한계점

시사점:
불규칙한 표본 추출 시간 간격을 갖는 선박 추적 데이터의 선박 궤적 예측 정확도를 향상시킬 수 있는 새로운 프레임워크(MAKER) 제시
LKT 모듈과 KSL 모듈을 통해 복잡한 궤적 패턴 학습 및 일반화 성능 향상
최첨단 방법 대비 12.08%~17.86%의 예측 정확도 향상을 실험적으로 검증
한계점:
제안된 프레임워크의 성능이 특정 데이터 세트에 국한될 가능성 존재
실제 해상 환경에서의 다양한 변수(예: 기상 조건, 해류)를 고려하지 못할 가능성
LKT 모듈의 언어 모델 사전 훈련 데이터의 질에 따라 성능이 영향받을 수 있음
KSL 모듈의 운동학적 지식 정의에 대한 추가적인 연구 필요
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