Given their adaptability and encouraging performance, deep-learning models are becoming standard for motion prediction in autonomous driving. However, with great flexibility comes a lack of interpretability and possible violations of physical constraints. Accompanying these data-driven methods with differentially-constrained motion models to provide physically feasible trajectories is a promising future direction. The foundation for this work is a previously introduced graph-neural-network-based model, MTP-GO. The neural network learns to compute the inputs to an underlying motion model to provide physically feasible trajectories. This research investigates the performance of various motion models in combination with numerical solvers for the prediction task. The study shows that simpler models, such as low-order integrator models, are preferred over more complex ones, e.g., kinematic models, to achieve accurate predictions. Further, the numerical solver can have a substantial impact on performance, advising against commonly used first-order methods like Euler forward. Instead, a second-order method like Heun's can significantly improve predictions.


翻译:鉴于它们的适应性和良好的性能,深度学习模型已成为自动驾驶中运动预测的标准。然而,这种高度灵活性可能导致缺乏可解释性并可能违反物理约束条件。将差分约束运动模型与这些数据驱动的方法搭配使用,以提供符合物理实际的轨迹,是一个很有前途的研究方向。此工作的基础是先前介绍的基于图神经网络的模型MTP-GO。神经网络学习计算底层运动模型的输入,以提供符合物理实际的轨迹。这项研究调查了各种运动模型与数值解算器在预测任务中的性能。研究表明,与更复杂的模型(例如运动学模型)相比,简单的模型(如低阶积分器模型)更受欢迎,以实现精确的预测。此外,数值解算器可以对性能产生重大影响,不建议使用常用的一阶方法(如欧拉前向)。相反,类似Heun的二阶方法可以显著改善预测。

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