論文の概要: A Neuro-Symbolic Framework Combining Inductive and Deductive Reasoning for Autonomous Driving Planning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.12421v1
- Date: Thu, 12 Mar 2026 20:09:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-16 17:38:11.750464
- Title: A Neuro-Symbolic Framework Combining Inductive and Deductive Reasoning for Autonomous Driving Planning
- Title(参考訳): 誘導推論と誘導推論を組み合わせた自律走行計画のためのニューロ・シンボリック・フレームワーク
- Authors: Hongyan Wei, Wael AbdAlmageed,
- Abstract要約: 本稿では、厳密な推論をエンドツーエンドのニューラルネットワークにシームレスに統合する新しいニューロシンボリック・トラジェクトリ・プランニング・フレームワークを提案する。
具体的には,Large Language Model (LLM) を用いてシーンルールを動的に抽出する。
また、高いレベルの論理的決定を学習可能な埋め込みベクトルに変換する決定条件の復号化機構も導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.4334803806548
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Existing end-to-end autonomous driving models rely heavily on purely data-driven inductive reasoning. This "black-box" nature leads to a lack of interpretability and absolute safety guarantees in complex, long-tail scenarios. To overcome this bottleneck, we propose a novel neuro-symbolic trajectory planning framework that seamlessly integrates rigorous deductive reasoning into end-to-end neural networks. Specifically, our framework utilizes a Large Language Model (LLM) to dynamically extract scene rules and employs an Answer Set Programming (ASP) solver for deterministic logical arbitration, generating safe and traceable discrete driving decisions. To bridge the gap between discrete symbols and continuous trajectories, we introduce a decision-conditioned decoding mechanism that transforms high-level logical decisions into learnable embedding vectors, simultaneously constraining the planning query and the physical initial velocity of a differentiable Kinematic Bicycle Model (KBM). By combining KBM-generated physical baseline trajectories with neural residual corrections, our approach inherently guarantees kinematic feasibility while ensuring a high degree of transparency. On the nuScenes benchmark, our method comprehensively outperforms the state-of-the-art baseline MomAD, reducing the L2 mean error to 0.57 m, decreasing the collision rate to 0.075%, and optimizing trajectory prediction consistency (TPC) to 0.47 m.
- Abstract(参考訳): 既存のエンドツーエンドの自動運転モデルは、純粋にデータ駆動の帰納的推論に大きく依存している。
この「ブラックボックス」の性質は、複雑なロングテールシナリオにおける解釈可能性と絶対安全保証の欠如につながります。
このボトルネックを克服するために、厳密な推論をエンドツーエンドのニューラルネットワークにシームレスに統合する新しいニューロシンボリックな軌道計画フレームワークを提案する。
具体的には,Large Language Model (LLM) を用いてシーンルールを動的に抽出し,決定論的論理的仲裁の解法としてAnswer Set Programming (ASP) を用いて,安全かつトレーサブルな離散駆動決定を生成する。
離散シンボルと連続軌道のギャップを埋めるため,高レベルの論理的決定を学習可能な埋め込みベクトルに変換する決定条件付き復号化機構を導入し,計画クエリとKBM(Kinematic Bicycle Model)の物理的初期速度を同時に制約する。
KBM生成の物理ベースライン軌道とニューラル残差補正を組み合わせることで,高レベルの透明性を確保しつつ,運動性の実現性を本質的に保証する。
nuScenesベンチマークでは,L2平均誤差を0.57mに,衝突速度を0.075%に,軌道予測整合性(TPC)を0.47mに最適化した。
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