論文の概要: Fast nonlinear risk assessment for autonomous vehicles using learned
conditional probabilistic models of agent futures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.09975v2
- Date: Wed, 22 Sep 2021 23:22:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-09-24 11:45:30.637915
- Title: Fast nonlinear risk assessment for autonomous vehicles using learned
conditional probabilistic models of agent futures
- Title(参考訳): エージェント・フューチャーの学習条件確率モデルを用いた自動運転車の高速非線形リスク評価
- Authors: Ashkan Jasour, Xin Huang, Allen Wang, Brian C. Williams
- Abstract要約: 本稿では,自動運転車の軌道のリスクを評価するために,高速な非サンプリング方式を提案する。
提案手法はガウス混合モデルと非ガウス混合モデルの両方を含む不確実な予測に対する幅広い表現に対処する。
我々は不確実な位置のモーメントの正確な時間進化を管理する決定論的線形力学系を構築する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 19.247932561037487
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: This paper presents fast non-sampling based methods to assess the risk for
trajectories of autonomous vehicles when probabilistic predictions of other
agents' futures are generated by deep neural networks (DNNs). The presented
methods address a wide range of representations for uncertain predictions
including both Gaussian and non-Gaussian mixture models to predict both agent
positions and control inputs conditioned on the scene contexts. We show that
the problem of risk assessment when Gaussian mixture models (GMMs) of agent
positions are learned can be solved rapidly to arbitrary levels of accuracy
with existing numerical methods. To address the problem of risk assessment for
non-Gaussian mixture models of agent position, we propose finding upper bounds
on risk using nonlinear Chebyshev's Inequality and sums-of-squares (SOS)
programming; they are both of interest as the former is much faster while the
latter can be arbitrarily tight. These approaches only require higher order
statistical moments of agent positions to determine upper bounds on risk. To
perform risk assessment when models are learned for agent control inputs as
opposed to positions, we propagate the moments of uncertain control inputs
through the nonlinear motion dynamics to obtain the exact moments of uncertain
position over the planning horizon. To this end, we construct deterministic
linear dynamical systems that govern the exact time evolution of the moments of
uncertain position in the presence of uncertain control inputs. The presented
methods are demonstrated on realistic predictions from DNNs trained on the
Argoverse and CARLA datasets and are shown to be effective for rapidly
assessing the probability of low probability events.
- Abstract(参考訳): 本稿では,ディープニューラルネットワーク(dnn)により,他のエージェントの将来を予測する確率的予測が生成される場合に,自律走行車の軌道のリスクを評価する高速非サンプリング手法を提案する。
提案手法はガウス混合モデルと非ガウス混合モデルの両方を含む不確実な予測のための幅広い表現に対処し,シーンコンテキストに条件付けられたエージェントの位置と制御入力の両方を予測する。
エージェント位置のガウス混合モデル(GMM)が学習された場合のリスク評価の問題は,既存の数値手法で任意の精度で迅速に解けることを示す。
エージェント位置の非ガウス混合モデルにおけるリスク評価の問題に対処するため、非線形チェビシェフの不等式と2乗和(SOS)プログラミングを用いてリスクの上限を求める。
これらの手法はリスクの上限を決定するためにエージェント位置の高次統計モーメントのみを必要とする。
エージェント制御入力に対するモデルが位置に対して学習された場合のリスク評価を行うため、非線形運動ダイナミクスを介して不確定な制御入力のモーメントを伝搬し、計画地平線上の不確定な位置の正確なモーメントを得る。
この目的のために,不確定な制御入力の存在下で不確定な位置のモーメントの正確な時間発展を制御する決定論的線形力学系を構築する。
提案手法は,Argoverse および CARLA データセット上で訓練された DNN の現実的予測に基づいて実証され,低確率事象の確率を迅速に評価する上で有効であることが示されている。
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