論文の概要: Hierarchical Informative Path Planning via Graph Guidance and Trajectory Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.17227v1
- Date: Fri, 23 Jan 2026 23:27:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.925895
- Title: Hierarchical Informative Path Planning via Graph Guidance and Trajectory Optimization
- Title(参考訳): グラフ誘導と軌道最適化による階層的インフォーマティブパス計画
- Authors: Avraiem Iskandar, Shamak Dutta, Kevin Murrant, Yash Vardhan Pant, Stephen L. Smith,
- Abstract要約: エージェントがガウス過程 (GP) としてモデル化された潜伏場の測定を収集し, 対象地における不確実性を低減するため, 乱雑な環境下での移動予算を考慮した情報経路計画 (IPP) について検討する。
i) グラフに基づくグローバルプランニング, (ii) 幾何学的およびカーネル境界を用いたセグメント単位の予算配分, (iii) 厳密な制約と障害物刈取を伴う各セグメントのスプラインベース改良の3段階からなる階層的フレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.020847331719398
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study informative path planning (IPP) with travel budgets in cluttered environments, where an agent collects measurements of a latent field modeled as a Gaussian process (GP) to reduce uncertainty at target locations. Graph-based solvers provide global guarantees but assume pre-selected measurement locations, while continuous trajectory optimization supports path-based sensing but is computationally intensive and sensitive to initialization in obstacle-dense settings. We propose a hierarchical framework with three stages: (i) graph-based global planning, (ii) segment-wise budget allocation using geometric and kernel bounds, and (iii) spline-based refinement of each segment with hard constraints and obstacle pruning. By combining global guidance with local refinement, our method achieves lower posterior uncertainty than graph-only and continuous baselines, while running faster than continuous-space solvers (up to 9x faster than gradient-based methods and 20x faster than black-box optimizers) across synthetic cluttered environments and Arctic datasets.
- Abstract(参考訳): エージェントがガウス過程 (GP) としてモデル化された潜伏場の測定を収集し, 対象地における不確実性を低減するため, 乱雑な環境下での移動予算を考慮した情報経路計画(IPP)について検討する。
グラフベースのソルバは、グローバルな保証を提供するが、事前に選択された測定位置を仮定する。
3段階の階層的枠組みを提案する。
(i)グラフに基づくグローバルプランニング
二 幾何学的及びカーネル境界を用いた部分的予算配分、及び
三 固い制約と障害物刈り込みのある各セグメントのスプラインベース精錬。
局所的な改善とグローバルガイダンスを組み合わせることで,連続空間ソルバよりも高速(勾配法より最大9倍,ブラックボックスオプティマイザより最大20倍)で,グラフのみや連続ベースラインよりも後方の不確実性を達成できる。
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