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面向 SOTIF 相关场景的基于 Dempster-Shafer 理论的 LiDAR 传感器目标检测不确定性表示

机器人学 2026-05-19 v1 机器学习 系统与控制 系统与控制

摘要

LiDAR 传感器目标检测中的不确定性源于环境多变性与传感器性能限制。表示这些不确定性对于确保预期功能安全(Safety of the Intended Functionality, SOTIF)至关重要,该标准旨在防止自动驾驶场景中的危险。本文提出了一种系统方法,用于在 SOTIF 相关场景中识别、分类和表示基于 LiDAR 的目标检测中的不确定性。采用 Dempster-Shafer Theory(DST)构建识别框架(Frame of Discernment, FoD)以表示检测结果。基于已识别不确定性源之间的依赖关系,应用条件基本概率分配(Conditional Basic Probability Assignments, BPA)。使用 Yager 组合规则解决来自多个来源的冲突证据,为评估不确定性对检测精度的影响提供了一个结构化框架。本研究应用基于方差的敏感性分析(Variance-Based Sensitivity Analysis, VBSA)来量化和优先排序不确定性,详细阐述了它们对检测性能的具体影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.02087,
  title  = {Uncertainty Representation in a SOTIF-Related Use Case with Dempster-Shafer Theory for LiDAR Sensor-Based Object Detection},
  author = {Milin Patel and Rolf Jung},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.02087},
  year   = {2026}
}

备注

submitted as extended paper of Vehicle Technology and Intelligent Transport Systems (VEHITS)2024 conference and will be published by Springer in a CCIS Series book later in 2025