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ナビゲーションarXiv:2511.18525

Splatblox: 屋外ロボットナビゲーションのための走破性を考慮したガウシアンスプラッティング

Splatblox: Traversability-Aware Gaussian Splatting for Outdoor Robot Navigation

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セグメント化したRGB画像とLiDAR点群をガウシアンスプラッティングで融合し、幾何と意味を同時に表現する走破性対応ESDFをオンライン構築することで、植生の多い屋外環境での自律ナビゲーションを実現した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 屋外環境での自律ナビゲーション向けリアルタイムシステム Splatblox の提案 - 密な植生・不規則障害物・複雑地形を含む環境を対象 - セグメント済み RGB 画像と LiDAR point cloud を Gaussian Splatting で融合 - 幾何と意味を同時に符号化する traversability-aware な ESDF を構築 - フィールドはオンラインで更新、四脚ロボットで検証し車輪型への転移も示す

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の state-of-the-art 手法と比較して屋外植生環境で優位 - 成功率が 50% 以上向上 - freezing incidents が 40% 減少 - 経路長が 5% 短縮 - time to goal が最大 13% 高速化 - 最大 100 m の長距離ミッションを支援 - 比較対象の具体的な手法名は要旨からは不明

3. 技術・手法の肝は?

- セグメント済み RGB 画像と LiDAR point cloud を Gaussian Splatting で融合 - 融合結果から traversability-aware な ESDF を構築し幾何と意味を jointly に符号化 - オンライン更新により意味推論を可能にし、背の高い草などの通行可能な植生と木などの剛体障害物を区別 - LiDAR により 360 度の幾何カバレッジを確保し長い planning horizon に対応

4. どうやって有効だと検証した?

- 四脚ロボット上で Splatblox を検証 - 車輪型プラットフォームへの転移も実証 - 植生が豊富なシナリオでのフィールドトライアルを実施 - state-of-the-art 手法と比較し成功率・freezing incidents・経路長・time to goal の指標で優位性を確認 - 最大 100 m の長距離ミッションを支援することを確認

5. 議論はある?

- 要旨からは不明(具体的な限界や議論の詳細は記載されていない)

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照・比較されている具体的な state-of-the-art 手法名は不明 - 関連手法として Gaussian Splatting を用いたナビゲーション研究や ESDF ベースの planning 研究が候補 - 同分野の定番として LiDAR-inertial odometry や semantic segmentation を用いた traversability estimation の論文が考えられる

※ 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: Samarth Chopra, Jing Liang, Gershom Seneviratne, Yonghan Lee, Jaehoon Choi, Jianyu An, Stephen Cheng, Dinesh Manocha

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

We present Splatblox, a real-time system for autonomous navigation in outdoor environments with dense vegetation, irregular obstacles, and complex terrain. Our method fuses segmented RGB images and LiDAR point clouds using Gaussian Splatting to construct a traversability-aware Euclidean Signed Distance Field (ESDF) that jointly encodes geometry and semantics. Updated online, this field enables semantic reasoning to distinguish traversable vegetation (e.g., tall grass) from rigid obstacles (e.g., trees), while LiDAR ensures 360-degree geometric coverage for extended planning horizons. We validate Splatblox on a quadruped robot and demonstrate transfer to a wheeled platform. In field trials across vegetation-rich scenarios, it outperforms state-of-the-art methods with over 50% higher success rate, 40% fewer freezing incidents, 5% shorter paths, and up to 13% faster time to goal, while supporting long-range missions up to 100 meters. Experiment videos and more details can be found on our project page: https://splatblox.github.io

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