論文の概要: GNN-DIP: Neural Corridor Selection for Decomposition-Based Motion Planning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.12361v1
• Date: Thu, 12 Mar 2026 18:27:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-21 18:33:56.735792
• Title: GNN-DIP: Neural Corridor Selection for Decomposition-Based Motion Planning
• Title（参考訳）: GNN-DIP:分解型運動計画のためのニューラルコリダ選択
• Abstract要約: 分解インフォームドプランナー(DIP)を用いたグラフニューラルネットワーク(GNN) GNNは、細胞隣接グラフ上のポータルスコアを予測し、ほぼ最適領域へのバイアス回廊探索を行う。 2Dでは、Constrained Delaunay Triangulation (CDT)とFunnelアルゴリズムは、廊下内では最も短い経路を生成する。 3Dでは、ポータル面サンプリングによるSlab凸分解は、ほぼ最適経路評価を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.917981172668051
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Motion planning through narrow passages remains a core challenge: sampling-based planners rarely place samples inside these narrow but critical regions, and even when samples land inside a passage, the straight-line connections between them run close to obstacle boundaries and are frequently rejected by collision checking. Decomposition-based planners resolve both issues by partitioning free space into convex cells -- every passage is captured exactly as a cell boundary, and any path within a cell is collision-free by construction. However, the number of candidate corridors through the cell graph grows combinatorially with environment complexity, creating a bottleneck in corridor selection. We present GNN-DIP, a framework that addresses this by integrating a Graph Neural Network (GNN) with a two-phase Decomposition-Informed Planner (DIP). The GNN predicts portal scores on the cell adjacency graph to bias corridor search toward near-optimal regions while preserving completeness. In 2D, Constrained Delaunay Triangulation (CDT) with the Funnel algorithm yields exact shortest paths within corridors; in 3D, Slab convex decomposition with portal-face sampling provides near-optimal path evaluation. Benchmarks on 2D narrow-passage scenarios, 3D bottleneck environments with up to 246 obstacles, and dynamic 2D settings show that GNN-DIP achieves 99--100% success rates with 2--280 times speedup over sampling-based baselines.
• Abstract（参考訳）: サンプリングベースのプランナーは、これらの狭いが重要な領域にサンプルを配置することはめったになく、もしサンプルが通路内に着陸しても、それらの間の直線接続は障害物境界に近づき、衝突チェックによって頻繁に拒否される。 分解ベースのプランナーは、自由空間を凸細胞に分割することで、両方の問題を解決する。 しかし、細胞グラフを通した候補回廊の数は、環境の複雑さと組み合わせて増加し、回廊選択のボトルネックとなる。 本稿では、グラフニューラルネットワーク(GNN)と2相分解インフォームドプランナー(DIP)を統合することで、この問題に対処するフレームワークであるGNN-DIPを提案する。 GNNは、セル隣接グラフ上のポータルスコアを予測し、完全性を保ちながら、近最適領域へのバイアス回廊探索を行う。 In 2D, Constrained Delaunay Triangulation (CDT) with the Funnel algorithm yields exact shortest paths within corridors; in 3D, Slab convex decomposition with portal-face sample, provides near-optimal path evaluation。 2D狭帯域シナリオ、最大246の障害物を持つ3Dボトルネック環境、動的2D設定のベンチマークでは、GNN-DIPはサンプリングベースベースラインよりも2～280倍の速度で99-100%の成功率を達成した。

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