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ナビゲーションarXiv:2512.19629

LoGoPlanner: メートル法に基づく視覚幾何と自己位置推定を統合したナビゲーション方策

LoGoPlanner: Localization Grounded Navigation Policy with Metric-aware Visual Geometry

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絶対スケールの視覚幾何バックボーンを微調整し、周囲形状の再構成と暗黙的状態推定を組み合わせることで、外部キャリブレーション不要のエンドツーエンド移動ロボットナビゲーションを実現した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 移動ロボットの非構造環境における軌道計画のための、localization-grounded な end-to-end navigation framework「LoGoPlanner」 - 生の視覚観測から直接、制御信号や軌道を出力する end-to-end 学習ベースのナビゲーション手法 - 外部の localization module に依存せず、visual-geometry backbone の finetuning により暗黙的な state estimation を行う - コードとモデルは公開済み(プロジェクトページあり)

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の modular pipeline は perception・localization・mapping・planning 間の遅延や cascading error が問題 - 先行の end-to-end 手法の多くは、正確な sensor extrinsic calibration を要する separate localization module に依存し、embodiment や環境をまたぐ generalization が制限されていた - LoGoPlanner は localization を policy に接地(grounding)することで、この外部依存を排除 - oracle-localization baseline に対し 27.3% 以上の改善、embodiment・環境をまたぐ強い generalization を報告

3. 技術・手法の肝は?

- (1) long-horizon visual-geometry backbone を finetuning し、絶対 metric scale で予測を接地。これにより暗黙的な state estimation を実現 - (2) 履歴観測から周囲の scene geometry を再構成し、密で細粒度な環境認識を obstacle avoidance に供給 - (3) 上記 auxiliary task で bootstrap された implicit geometry を条件として policy を構築し、error propagation を低減 - metric-aware な geometry memory が planning consistency と obstacle avoidance を強化

4. どうやって有効だと検証した?

- simulation と real-world の両設定で LoGoPlanner を評価 - fully end-to-end 設計が cumulative error を低減することを確認 - metric-aware geometry memory が planning consistency と obstacle avoidance を向上させることを確認 - oracle-localization baseline 比で 27.3% 以上の改善、embodiment・環境をまたぐ generalization を実証

5. 議論はある?

- 要旨からは不明(具体的な limitation や failure case の議論は記述されていない) - 示唆される論点として、外部 localization module と extrinsic calibration への依存をどう回避するか、error propagation の低減、embodiment 間 generalization がある

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で明示的に参照・比較されている個別研究は記載なし - 関連手法として、end-to-end ナビゲーション学習、visual-geometry backbone(metric scale を扱う geometry 推定)、implicit geometry を条件とする policy learning、modular pipeline との比較研究が次に読む候補

※ 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: Jiaqi Peng, Wenzhe Cai, Yuqiang Yang, Tai Wang, Yuan Shen, Jiangmiao Pang

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Trajectory planning in unstructured environments is a fundamental and challenging capability for mobile robots. Traditional modular pipelines suffer from latency and cascading errors across perception, localization, mapping, and planning modules. Recent end-to-end learning methods map raw visual observations directly to control signals or trajectories, promising greater performance and efficiency in open-world settings. However, most prior end-to-end approaches still rely on separate localization modules that depend on accurate sensor extrinsic calibration for self-state estimation, thereby limiting generalization across embodiments and environments. We introduce LoGoPlanner, a localization-grounded, end-to-end navigation framework that addresses these limitations by: (1) finetuning a long-horizon visual-geometry backbone to ground predictions with absolute metric scale, thereby providing implicit state estimation for accurate localization; (2) reconstructing surrounding scene geometry from historical observations to supply dense, fine-grained environmental awareness for reliable obstacle avoidance; and (3) conditioning the policy on implicit geometry bootstrapped by the aforementioned auxiliary tasks, thereby reducing error propagation. We evaluate LoGoPlanner in both simulation and real-world settings, where its fully end-to-end design reduces cumulative error while metric-aware geometry memory enhances planning consistency and obstacle avoidance, leading to more than a 27.3\% improvement over oracle-localization baselines and strong generalization across embodiments and environments. The code and models have been made publicly available on the https://steinate.github.io/logoplanner.github.io.

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