論文の概要: Sampling-Based Motion Planning with Scene Graphs Under Perception Constraints
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03514v1
- Date: Tue, 03 Mar 2026 20:46:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.872543
- Title: Sampling-Based Motion Planning with Scene Graphs Under Perception Constraints
- Title(参考訳): 知覚制約下でのシーングラフを用いたサンプリングベースモーションプランニング
- Authors: Qingxi Meng, Emiliano Flores, Thai Duong, Vaibhav Unhelkar, Lydia E. Kavraki,
- Abstract要約: 本稿では,多目的監視制約付き高DoFロボットにおける知覚認識型動作計画の問題点について論じる。
我々は、複数の物体や人間を直接観察する知覚コストをハイDoFロボットのモーションプランニングに直接統合するロードマップベースのモーションプランナMOPS-PRMを提案する。
本手法はシミュレーションおよび実世界の実験において広範囲に検証され,検出対象数の平均36%以上の改善が達成された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.4666901035596
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: It will be increasingly common for robots to operate in cluttered human-centered environments such as homes, workplaces, and hospitals, where the robot is often tasked to maintain perception constraints, such as monitoring people or multiple objects, for safety and reliability while executing its task. However, existing perception-aware approaches typically focus on low-degree-of-freedom (DoF) systems or only consider a single object in the context of high-DoF robots. This motivates us to consider the problem of perception-aware motion planning for high-DoF robots that accounts for multi-object monitoring constraints. We employ a scene graph representation of the environment, offering a great potential for incorporating long-horizon task and motion planning thanks to its rich semantic and spatial information. However, it does not capture perception-constrained information, such as the viewpoints the user prefers. To address these challenges, we propose MOPS-PRM, a roadmap-based motion planner, that integrates the perception cost of observing multiple objects or humans directly into motion planning for high-DoF robots. The perception cost is embedded to each object as part of a scene graph, and used to selectively sample configurations for roadmap construction, implicitly enforcing the perception constraints. Our method is extensively validated in both simulated and real-world experiments, achieving more than ~36% improvement in the average number of detected objects and ~17% better track rate against other perception-constrained baselines, with comparable planning times and path lengths.
- Abstract(参考訳): ロボットは、家や職場、病院など、散らかった人間中心の環境において、人間や複数の物体を監視したり、そのタスクを実行しながら安全性や信頼性を確保できるような、認識の制約を維持することが、ますます一般的になる。
しかし、既存の知覚認識アプローチは、通常、低自由度システム(DoF)に焦点を当てる。
これにより,多目的監視制約を考慮に入れたハイDoFロボットの知覚認識型動作計画の問題を考えることができる。
我々は環境のシーングラフ表現を採用し、そのリッチな意味情報と空間情報により、長期的タスクと運動計画を組み込む大きな可能性を提供する。
しかし、ユーザが好む視点など、知覚に制約のある情報を捉えない。
これらの課題に対処するために,複数の物体や人間を直接観察する知覚コストを高DoFロボットの動作計画に統合するロードマップベースのモーションプランナMOPS-PRMを提案する。
知覚コストはシーングラフの一部として各オブジェクトに埋め込まれ、ロードマップ構築のための構成を選択的にサンプリングするために使用され、知覚制約を暗黙的に強制する。
提案手法は実世界とシミュレーション実験の両方において広く検証され,検出対象の平均値が約36%向上し,他の知覚制約ベースラインに対して約17%向上した。
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