LiloDriver: A Lifelong Learning Framework for Closed-loop Motion Planning in Long-tail Autonomous Driving Scenarios

arXiv cs.RO / 4/10/2026

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Key Points

  • LiloDriverは、長尾(rare/low-frequency)な自動運転シナリオに対して、閉ループのモーションプランニングを継続的に適応させる「lifelong learning」フレームワークとして提案されている。
  • 既存のルールベース/データ駆動は適応性が不足し、知識駆動は表現・制御・実世界評価で課題があるという問題意識のもと、LLMとメモリ拡張型のプランナ生成を統合して再学習なしで新シナリオへ適応する。
  • 4段階アーキテクチャとして、(1)知覚、(2)シーンエンコーディング、(3)メモリに基づく戦略の改良、(4)LLMガイドによる推論を組み込む。
  • nuPlanベンチマークで一般的シナリオだけでなく稀なシナリオでも性能が高く、静的ルールベースや学習ベースの手法を上回ると報告されている。
  • 構造化メモリとLLM推論の組合せが、スケーラブルで人間的なモーション計画に寄与する可能性を示し、コードも公開されている。

Abstract

Recent advances in autonomous driving research towards motion planners that are robust, safe, and adaptive. However, existing rule-based and data-driven planners lack adaptability to long-tail scenarios, while knowledge-driven methods offer strong reasoning but face challenges in representation, control, and real-world evaluation. To address these challenges, we present LiloDriver, a lifelong learning framework for closed-loop motion planning in long-tail autonomous driving scenarios. By integrating large language models (LLMs) with a memory-augmented planner generation system, LiloDriver continuously adapts to new scenarios without retraining. It features a four-stage architecture including perception, scene encoding, memory-based strategy refinement, and LLM-guided reasoning. Evaluated on the nuPlan benchmark, LiloDriver achieves superior performance in both common and rare driving scenarios, outperforming static rule-based and learning-based planners. Our results highlight the effectiveness of combining structured memory and LLM reasoning to enable scalable, human-like motion planning in real-world autonomous driving. Our code is available at https://github.com/Hyan-Yao/LiloDriver.