HERMES++:迈向用于 3D 场景理解与生成的统一驾驶世界模型

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摘要

本文介绍了 HERMES++,这是一种统一的驾驶世界模型,它利用 BEV 表示、大语言模型(LLM)增强的查询以及联合几何优化,整合了 3D 场景理解和未来几何预测。

驾驶世界模型通过模拟环境动态,成为自动驾驶的一项关键使能技术。然而,现有方法主要侧重于未来场景生成,往往忽视了全面的 3D 场景理解。相反,虽然大语言模型(LLMs)展现出令人印象深刻的推理能力,但它们缺乏预测未来几何演化的能力,导致语义解释与物理模拟之间存在显著差距。为了弥补这一差距,我们提出了 HERMES++,一个将 3D 场景理解和未来几何预测整合在单一框架内的统一驾驶世界模型。我们的方法通过协同设计来解决这些任务的不同需求。首先,BEV 表示将多视角空间信息整合成与大语言模型兼容的结构。其次,我们引入了 LLM 增强的世界查询,以促进从理解分支进行知识迁移。第三,设计了当前至未来的链接(Current-to-Future Link)以 bridging 时间间隔,使几何演化依赖于语义上下文。最后,为了强制执行结构完整性,我们采用了一种联合几何优化策略,将显式几何约束与隐式潜在正则化相结合,使内部表示与具有几何感知能力的先验知识保持一致。在多个基准上的广泛评估验证了我们方法的有效性。HERMES++ 表现出强劲的性能,在未来点云预测和 3D 场景理解任务中均优于专用方法。模型和代码将在 https://github.com/H-EmbodVis/HERMESV2 公开发布。
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论文页面 - HERMES++: 迈向统一的驾驶世界模型用于 3D 场景理解与生成

来源: https://huggingface.co/papers/2604.28196

摘要

HERMES++ 通过 BEV 表示、LLM 增强的查询、时间链接以及联合几何优化,将 3D 场景理解与未来几何预测相结合,以应用于自动驾驶领域。

驾驶世界模型 (https://huggingface.co/papers?q=world%20models) 通过模拟环境动力学,成为自动驾驶的关键技术。然而,现有的方法主要集中在未来场景生成上,往往忽视了全面的 3D 场景理解 (https://huggingface.co/papers?q=3D%20scene%20understanding)。反之,虽然大型语言模型 (https://huggingface.co/papers?q=Large%20Language%20Models)(LLMs)展现出卓越的推理能力,但它们缺乏预测未来几何演变的容量,导致语义解释与物理仿真之间产生显著差距。为了弥合这一差距,我们提出了 HERMES++,一个统一的驾驶世界模型,它在单一框架内集成了 3D 场景理解 (https://huggingface.co/papers?q=3D%20scene%20understanding) 和未来几何预测 (https://huggingface.co/papers?q=future%20geometry%20prediction)。我们的方法通过协同设计解决了这些任务的特定需求。首先,一种 BEV 表示 (https://huggingface.co/papers?q=BEV%20representation) 将多视图空间信息整合为与 LLM 兼容的结构。其次,我们引入了 LLM 增强的世界查询 (https://huggingface.co/papers?q=LLM-enhanced%20world%20queries) 以促进从理解分支到生成分支的知识迁移。第三,设计了当前至未来链接 (https://huggingface.co/papers?q=Current-to-Future%20Link) 以桥接时间间隔,使几何演变条件化于语义上下文之中。最后,为了强制执行结构完整性,我们采用了一种联合几何优化 (https://huggingface.co/papers?q=Joint%20Geometric%20Optimization) 策略,将显式几何约束 (https://huggingface.co/papers?q=geometric%20constraints) 与隐式潜在正则化 (https://huggingface.co/papers?q=latent%20regularization) 相结合,以使内部表示与感知几何的先验知识对齐。在多个基准测试上的广泛评估验证了我们方法的有效性。HERMES++ 取得了强劲的性能,在未来点云预测和 3D 场景理解 (https://huggingface.co/papers?q=3D%20scene%20understanding) 任务中均优于专用方法。该模型和代码将在 https://github.com/H-EmbodVis/HERMESV2 公开发布。

查看 arXiv 页面 (https://arxiv.org/abs/2604.28196)查看 PDF (https://arxiv.org/pdf/2604.28196)项目页面 (https://h-embodvis.github.io/HERMESV2/)GitHub 仓库 (https://github.com/H-EmbodVis/HERMESV2)添加到收藏集 (https://huggingface.co/login?next=%2Fpapers%2F2604.28196)

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