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VLAarXiv:2602.09657

AutoFly: 実環境でのUAV自律ナビゲーションのための視覚-言語-行動モデル

AutoFly: Vision-Language-Action Model for UAV Autonomous Navigation in the Wild

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RGB入力から擬似深度特徴を抽出するエンコーダと二段階学習を組み合わせ、粗い指示のみでUAVが自律的に経路計画と障害物回避を行うVLAモデルを提案し、自律行動に焦点を当てた新データセットも構築した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- どんなもの? - UAVの自律ナビゲーションのためのend-to-end Vision-Language-Action (VLA) モデルAutoFlyを提案。 - 粗い位置・方向指示のみから未知環境を自律的に計画・障害物回避しながら航行する。 - 疑似深度エンコーダと2段階学習戦略を統合。 - 新たな自律ナビゲーション用データセットも構築。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 先行研究と比べてどこがすごい? - 従来のUAV VLNは詳細な事前指示に依存し、未知環境での自律性が低い。 - AutoFlyは粗い指示のみで自律計画・障害物回避を実現。 - 既存VLNデータセットの指示追従偏重と実世界データ不足を克服する新データセットを構築。 - 最先端VLAベースラインより成功率が3.9%高い。

3. 技術・手法の肝は?

- 技術や手法の肝はどこ? - 疑似深度エンコーダ:RGB入力から深度認識特徴を抽出し空間推論を強化。 - 2段階学習戦略:視覚・深度・言語表現を行動ポリシーに段階的に整合。 - 新データセット:連続障害物回避・自律計画・認識ワークフローを重視した軌道収集と実世界データ統合。

4. どうやって有効だと検証した?

- どうやって有効だと検証した? - シミュレーション環境と実環境の両方で実験。 - 最先端VLAベースラインと比較し、成功率が3.9%向上。 - シミュレーションと実環境で一貫した性能を確認。

5. 議論はある?

- 議論はある? - 既存VLNデータセットの限界(指示追従偏重、実世界データ不足)を指摘。 - 新データセット構築の必要性を主張。 - 具体的な議論や限界については要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 次に読むべき論文は? - 要旨で参照/比較されている研究:state-of-the-art VLA baselines(具体的名称は要旨からは不明)。 - 関連手法:Vision-Language Navigation (VLN) for UAVs、Embodied AI。 - 同分野の定番:Vision-Language-Action (VLA) モデル、UAV自律ナビゲーション。

※ 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: Xiaolou Sun, Wufei Si, Wenhui Ni, Yuntian Li, Dongming Wu, Fei Xie, Runwei Guan, He-Yang Xu, Henghui Ding, Yuan Wu, Yutao Yue, Yongming Huang, Hui Xiong

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Vision-language navigation (VLN) requires intelligent agents to navigate environments by interpreting linguistic instructions alongside visual observations, serving as a cornerstone task in Embodied AI. Current VLN research for unmanned aerial vehicles (UAVs) relies on detailed, pre-specified instructions to guide the UAV along predetermined routes. However, real-world outdoor exploration typically occurs in unknown environments where detailed navigation instructions are unavailable. Instead, only coarse-grained positional or directional guidance can be provided, requiring UAVs to autonomously navigate through continuous planning and obstacle avoidance. To bridge this gap, we propose AutoFly, an end-to-end Vision-Language-Action (VLA) model for autonomous UAV navigation. AutoFly incorporates a pseudo-depth encoder that derives depth-aware features from RGB inputs to enhance spatial reasoning, coupled with a progressive two-stage training strategy that effectively aligns visual, depth, and linguistic representations with action policies. Moreover, existing VLN datasets have fundamental limitations for real-world autonomous navigation, stemming from their heavy reliance on explicit instruction-following over autonomous decision-making and insufficient real-world data. To address these issues, we construct a novel autonomous navigation dataset that shifts the paradigm from instruction-following to autonomous behavior modeling through: (1) trajectory collection emphasizing continuous obstacle avoidance, autonomous planning, and recognition workflows; (2) comprehensive real-world data integration. Experimental results demonstrate that AutoFly achieves a 3.9% higher success rate compared to state-of-the-art VLA baselines, with consistent performance across simulated and real environments.

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