較正済み視覚言語ナビゲーションによる未知環境での物体探索
CPNav: Calibrated Vision-Language Navigation for Object-Goal Search in Unseen Environments
VLMの行動スコアをConformal Predictionで較正し、衝突回避計画とバックトラック探索を組み合わせて未知環境での物体目標ナビゲーションを実現した。
詳しい要約
1. どんなもの?
2. 先行研究と比べてどこがすごい?
3. 技術・手法の肝は?
4. どうやって有効だと検証した?
5. 議論はある?
6. 次に読むべき論文は?
※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。
著者: Qizhao Chen, Yuanhong Zeng, Shoh Nishino, Anushri Dixit
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
Directing a robot to locate a target object in unseen environments remains a central challenge in embodied AI. Vision-Language Model (VLM)-based methods provide rich semantic reasoning but often produce uncalibrated and overconfident action decisions. We introduce CPNav, a navigation framework that combines collision-aware planning with statistically calibrated VLM action scoring for map-free object-goal navigation. From RGB-D input, CPNav constructs a navigability map, generates collision-free motion primitives, and queries two VLMs for goal detection and action scoring. The resulting scores are calibrated offline via conformal prediction (CP) using oracle actions obtained through a tree-structured exploration procedure with backtracking, providing finite-sample guarantees at a user-specified risk level. The CP layer is model-agnostic and can wrap any VLM policy. Online, calibrated VLM scores guide action selection, while a tree-structured exploration history records alternative actions and allows backtracking. We evaluate CPNav in both simulation and real-world hardware settings. In AI Habitat simulation, compared with the uncalibrated baseline method, CPNav achieves relative SR and SPL improvements of 6.2% and 11.4% on HM3D v0.2, and 12.4% and 8.8% on MP3D, respectively. In real-world deployment on a modified Hiwonder MentorPi robot, the corresponding improvements in SR and SPL are 24.9% and 15.2%, respectively. Code is available at https://github.com/practice-lab-ucla/CPnav.
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