论文

CUSP:用视觉基础模型和生存风险累积提前预警越野导航危险

CUSP: CUSUM-Governed Survival Hazard Alarms at the Perception Onset for Off-Road Navigation

摘要

越野导航使机器人在途中面临潜在的危险地形。尽管基于学习的导航使用安全监督来选择行驶路径,但当遵循该路径的机器人陷入危险时,它不会提供运行时警报。此类警报必须从现场日志中获知,其中人为干预会抢先发生故障,因此永远不会观察到故障本身。人类很早就判断驾驶不安全,但通常只有在明显接近故障时才会进行干预,因此干预标志着该判断较晚。早期的判断是运行时警报必须检测到的,但之前的干预监督方法没有针对它。为了解决这个问题,我们引入了 CUSP(CUSUM 控制的感知起始生存模型),这是一种与模型无关的运行时危险警报,可以从干预终止的日志中了解这一时刻。 “尖峰”一词是指一种状态即将转变为另一种状态的点,而我们瞄准的时刻正是这样的尖点:在人类的判断中,安全驾驶变成不安全的点。我们将此点称为感知起始点,并将其与干预分开注释。视觉危险头根据离散时间生存目标对标注的发作进行训练,以便在有发作和无发作的情况下驾驶都对头部进行监督,并且 CUSUM 将预测的发作风险累积到警报中。我们在五个看不见的站点(两个自主站点和三个远程操作站点)评估了 CUSP,涉及 142 个事件,每种方法都调整为每小时 10 个误报的相同速率。 CUSP 检测到了 85 个事件,而九个适应基线中最好的事件检测到了 26 个事件,而余量来自于导航模型中的每个信号都看不见的危险。

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图 2:尖峰概述。 (a) 训练。每个情节都在干预之前用感知起始 $o_{i}$ 和 $\mathrm{end}_{i}$ 进行注释。冻结的 DINOv3 特征汇集在具有时间差异和全局上下文的承诺路径走廊上,并以路径曲率和速度为条件的 FiLM。生存目标和掩模锚定在 $o_{i}$ 上,每个事件的权重 $w_{i}$ 根据起始点附近的 IMU 倾斜进行分级(仅限 训练)。 (b) 运行时。发病风险评分经过稳健标准化,并通过单边 CUSUM 在每个站点的误报预算下累积。