稀疏度灾难 Curse of Rarity

稀疏度灾难 (Curse of Rarity) 是自动驾驶领域中的一个关键科学问题,指的是在真实驾驶环境中,安全攸关事件(如交通事故)的发生概率极低,导致这些事件在驾驶数据中极为稀疏,从而使得深度学习模型难以学习到这些事件的特征。随着安全攸关事件的稀疏度增加,深度学习梯度的估计方差会指数增加,这就需要更多的数据和计算量来训练模型,从而严重阻碍了模型在安全攸关任务中的学习能力。

稀疏度灾难的概念是由清华大学助理教授封硕和密歇根大学 Mcity 主任、讲席教授刘向宏 (Henry Liu) 在国际上首次提出的。他们的研究成果「Curse of rarity for autonomous vehicles」作为评论文章发表在 Nature 子刊「Nature Communications」上。

这项研究还提出了三种解决稀疏度灾难的技术路线:

  1. 使用与安全攸关事件相关的数据进行密集学习(Dense Learning)。
  2. 改善模型的泛化和推理能力。
  3. 利用车路协同等技术降低安全风险事件发生概率。