论文

物品位置变化下的持续小物体导航:基准与方法

Lifelong small-object navigation in changing object layouts: a benchmark and method

模型评测上下文与知识应用与实践记忆基准与评测资源机器人

摘要

家用机器人需要不断导航到同一环境中的不同物体,其中许多物体体积小且便于携带,例如工具和玩具。它们较小的视觉足迹和频繁的遮挡使得可靠的观察变得困难,并且它们可能被人移动而机器人观察不到变化。我们将这一具有挑战性的任务表述为“改变对象布局中的终身小对象导航”(LiSoNav-COL)。智能体必须寻找合适的视点进行可靠的观察,积累和重用场景知识以有效地定位后续目标,并在对象重新定位后更新过时的内存。为了消除事先场景扫描的需要,我们还要求Agent在空场景内存的情况下开始导航。尽管实用,但这项任务仍然缺乏围绕其定义假设设计的基准。为了弥补这一差距,我们引入了 LiSoNav-Eval,这是一个涵盖 28 个室内场景和 45 个小物体类别的专用基准测试。其终身导航序列包括未更改和重新定位的目标,以评估内存重用和对对象的适应 搬迁。为了解决这一具有挑战性的任务,我们提出了一种基于视点锚定内存的多视图检查的导航方法,称为 IVAM-Nav。 IVAM-Nav 主动从互补的视点观察支撑表面,以实现可靠的小物体感知,并将所得记忆锚定到其观察视点,支持类似观看条件下的关系记忆重用和重新验证。 LiSoNav-Eval 上的大量实验证明了 IVAM-Nav 相对于代表性方法具有良好的性能。基准分析还表明,较小的物体、较大的环境和较长的迁移距离带来了更大的挑战。数据集和代码可在此处获取。

物品位置变化下的持续小物体导航:基准与方法:论文原图
图 2:IVAM-Nav 概述。 IVAM-Nav 通过三个过程维护视点锚定的图存储器:(a)具有多视图检查的存储器构造从互补的视点主动观察支撑表面以获取可靠的小物体证据。 (b) 观点锚定内存重用围绕历史观点聚合关系证据,以检索与当前查询相关的证据。 (c) 视点锚定的记忆重新验证和更新重新访问检索到的历史观点,以在相似的观看条件下验证记忆并在本地更新不一致的信息。