ATOM: 抽象遷移とオプションのモデル化による経験情報を活用した階層ナビゲーション
ATOM: Abstract Transition and Option Modeling - Experience-Informed Hierarchical Navigation
大規模3D環境での繰り返しナビゲーションを効率化するため、上位のグラフ計画と再利用可能な下位オプションポリシーを組み合わせた階層ナビゲーション手法ATOMを提案し、実車実験で有効性を示した。
著者: Changxuan Yao, Panagiotis Tsiotras
分類: cs.RO
原文アブストラクト
We propose ATOM (Abstract Transition and Option Modeling), a hierarchical navigation framework that combines higher-level graph planning with reusable lower-level option policies for efficient repeated navigation in large-scale 3D environments represented by hierarchical structures such as 3D scene graphs (3DSGs). ATOM operates on a hierarchical graph representation, implemented using, for instance, the Rooms and Places layers of a 3DSG, where each directed abstract transition is associated with a navigation option. For each transition, ATOM computes and stores a reusable option policy along with its state-dependent cost-to-go. Across repeated navigation tasks, ATOM maintains a smoothed empirical distribution over option initiation states and uses it to progressively refine the corresponding abstract transition cost. Ablation studies show that ATOM reduces cumulative repeated-planning time by 97.5% relative to a monolithic MDP baseline while maintaining trajectories within approximately 7% of a Global Places A* shortest-path reference. Experience-informed refinement further reduces abstract transition-cost estimation error by 10.3%. Physical experiments validate ATOM on an F1Tenth vehicle, successfully completing all five navigation queries with 43% of inter-region option executions reusing previously generated solutions.
関連論文
- 有界外乱下における複数障害物間の安全な一輪車ナビゲーション:学習拡張型CLF-CBFアプローチナビゲーション
- DR-VLA: 一人称視点のWeb動画からドメイン不変なシーン表現を介して人間らしい四足歩行ナビゲーションを学習ナビゲーション
- I2O2I-Nav: 屋内-屋外-屋内の長距離ナビゲーションのためのベンチマークとモジュラーエージェントナビゲーション
- LynxScenes: 屋外車輪脚ロボットの知覚・ナビゲーション・想像・再構成のための大規模実世界ベンチマークナビゲーション
- 行動自己蒸留による汎用ナビゲーション方策の学習ナビゲーション
- GLST: オンライン連鎖目標ナビゲーションのためのグローバル・ローカル時空間記憶分解フレームワークナビゲーション