论文

GuardAD:基于马尔可夫安全逻辑守护自动驾驶MLLM

GuardAD: Safeguarding Autonomous Driving MLLMs via Markovian Safety Logic

智能体系统Agent 动作执行与治理

摘要

多模态大语言模型(MLLM)正日益被集成到自动驾驶(AD)系统中;然而,它们仍然容易受到多样化安全威胁的影响,尤其是在事故高发场景中。近期的防护机制通过引入逻辑约束展现出前景,但大多数依赖静态形式化,缺乏对不断演化的交通交互进行基于时间维度的安全推理,导致在动态驾驶环境中鲁棒性有限。为解决这些局限,我们提出GuardAD,一种与模型无关的防护机制,将自动驾驶安全形式化为不断演化的马尔可夫逻辑状态。GuardAD引入神经-符号逻辑形式化,在异构交通参与者上表示安全谓词,并通过n阶马尔可夫逻辑归纳持续归纳这些谓词。这一设计能够在单步观测之外推断新兴与潜在危害。GuardAD并非简单地否决不安全动作,而是执行逻辑驱动的动作修订,让推断出的安全状态主动引导动作精化,而无需修改底层MLLM。在多个基准与自动驾驶MLLM上的大量实验表明,GuardAD大幅降低事故率(-32.07%),同时小幅提升任务性能(+6.85%)。此外,闭环仿真评估与物理实车研究进一步验证了GuardAD的有效性与潜力。

GuardAD:基于马尔可夫安全逻辑守护自动驾驶MLLM:论文配图
图1:GuardAD示意:捕获自动驾驶的动态特性并缓解易肇事决策的马尔可夫式护栏。