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ナビゲーションarXiv:2507.04686

MOSU: マルチモーダルシーン理解による自律長距離ロボットナビゲーション

MOSU: Autonomous Long-range Robot Navigation with Multi-modal Scene Understanding

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LiDAR・画像セグメンテーション・視覚言語モデルを統合し、社会的規範も考慮した屋外長距離自律ナビゲーションシステムを実現した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 移動ロボット向けの自律長距離ナビゲーションシステム MOSU の提案 - 屋外オンボード環境でのナビゲーション課題に対し、geometric・semantic・contextual 情報を統合 - GPS と QGIS map ベースの routing による高レベル global path planning と、multi-modal trajectory generation による local navigation refinement を組み合わせる - LiDAR、画像 semantic segmentation、Vision-Language Models (VLMs) を活用

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の global navigation 手法と比較して、navigable terrains 上の traversability を 10% 改善 - ナビゲーション距離は既存 global navigation 手法と同等を維持 - LiDAR の幾何情報、画像の semantic segmentation、VLMs の social context を統合し、social norms への準拠も考慮 - 単一モダリティではなく multi-modal 統合により多様な屋外条件への適応を狙う

3. 技術・手法の肝は?

- GPS と QGIS map に基づく routing で global path planning を実施 - local navigation refinement のため multi-modal trajectory generation を実行 - LiDAR-based geometric data で精密な obstacle avoidance - image-based semantic segmentation で traversability assessment - VLMs で social context を捉え、複雑環境での social norms 遵守を支援 - これらを統合し scene understanding と traversability を向上

4. どうやって有効だと検証した?

- 実世界の on-road environments で評価 - GND dataset 上で benchmarking - navigable terrains の traversability が 10% 改善 - 既存 global navigation 手法と comparable な navigation distance を維持することを確認

5. 議論はある?

- 要旨からは不明 - 実世界 on-road 環境と GND dataset での評価に限定されており、他の環境や条件への一般化については要旨からは不明 - VLMs の social context 利用に関する詳細な議論や限界は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- GND dataset に関連する研究 - 既存の global navigation 手法(具体的名称は要旨からは不明) - LiDAR-based obstacle avoidance や image-based semantic segmentation を用いた屋外ナビゲーション研究 - Vision-Language Models (VLMs) をロボットナビゲーションに応用した研究

※ 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: Jing Liang, Kasun Weerakoon, Daeun Song, Senthurbavan Kirubaharan, Xuesu Xiao, Dinesh Manocha

分類: cs.RO

原文アブストラクト

We present MOSU, a novel autonomous long-range navigation system that enhances global navigation for mobile robots through multimodal perception and on-road scene understanding. MOSU addresses the outdoor robot navigation challenge by integrating geometric, semantic, and contextual information to ensure comprehensive scene understanding. The system combines GPS and QGIS map-based routing for high-level global path planning and multi-modal trajectory generation for local navigation refinement. For trajectory generation, MOSU leverages multi-modalities: LiDAR-based geometric data for precise obstacle avoidance, image-based semantic segmentation for traversability assessment, and Vision-Language Models (VLMs) to capture social context and enable the robot to adhere to social norms in complex environments. This multi-modal integration improves scene understanding and enhances traversability, allowing the robot to adapt to diverse outdoor conditions. We evaluate our system in real-world on-road environments and benchmark it on the GND dataset, achieving a 10% improvement in traversability on navigable terrains while maintaining a comparable navigation distance to existing global navigation methods.

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