論文の概要: PITA: Physics-Informed Trajectory Autoencoder
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.11728v1
- Date: Mon, 18 Mar 2024 12:37:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-20 20:39:33.658895
- Title: PITA: Physics-Informed Trajectory Autoencoder
- Title(参考訳): PITA:物理式軌道オートエンコーダ
- Authors: Johannes Fischer, Kevin Rösch, Martin Lauer, Christoph Stiller,
- Abstract要約: 生成モデルは、エッジケースシナリオを生成するために、生成されたデータで現実世界のデータセットを拡張するために使用することができる。
本稿では,物理力学モデルをオートエンコーダの損失関数に組み込んだ物理インフォームド・トラジェクトリ・オートエンコーダ(PITA)アーキテクチャを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.394156899576076
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Validating robotic systems in safety-critical appli-cations requires testing in many scenarios including rare edgecases that are unlikely to occur, requiring to complement real-world testing with testing in simulation. Generative models canbe used to augment real-world datasets with generated data toproduce edge case scenarios by sampling in a learned latentspace. Autoencoders can learn said latent representation for aspecific domain by learning to reconstruct the input data froma lower-dimensional intermediate representation. However, theresulting trajectories are not necessarily physically plausible, butinstead typically contain noise that is not present in the inputtrajectory. To resolve this issue, we propose the novel Physics-Informed Trajectory Autoencoder (PITA) architecture, whichincorporates a physical dynamics model into the loss functionof the autoencoder. This results in smooth trajectories that notonly reconstruct the input trajectory but also adhere to thephysical model. We evaluate PITA on a real-world dataset ofvehicle trajectories and compare its performance to a normalautoencoder and a state-of-the-art action-space autoencoder.
- Abstract(参考訳): 安全クリティカルなアプリケーションにおけるロボットシステムの検証には、起こりそうもない稀なエッジケースを含む多くのシナリオでのテストが必要であり、シミュレーションでのテストで現実世界のテストを補完する必要がある。
生成モデルは、学習したラテントスペースでサンプリングすることで、エッジケースシナリオを生成するために生成されたデータで現実世界のデータセットを拡張するために使用することができる。
オートエンコーダは、低次元の中間表現から入力データを再構成することを学ぶことで、特定の領域の潜在表現を学習することができる。
しかし、そのような軌道は必ずしも物理的に可算であるとは限らないが、通常は入力軌道に存在しないノイズを含んでいる。
そこで本研究では,物理力学モデルをオートエンコーダの損失関数に組み込んだ新しい物理インフォームド・トラジェクトリ・オートエンコーダ(PITA)アーキテクチャを提案する。
この結果、入力軌跡を再構成するだけでなく、物理モデルにも従属する滑らかな軌跡が得られる。
車両軌道の実際のデータセット上でPITAを評価し、その性能を通常のオートエンコーダと最先端のアクション空間オートエンコーダと比較する。
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