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GEM-Occ:從視覺幾何證據到具身語義佔用記憶

文章摘要

本文提出HIOcc層次化室內佔用基準和GEM-Occ高斯證據記憶框架,透過將區域性幾何預測轉化為瞬態證據並融合到持久層級記憶中,實現了從單視角到建築級別的語義佔用對映,在多個資料集上提升了預測穩定性與可擴充套件性。

來源arXiv Robotics作者: Hu Zhu, Bohan Li, Xianda Guo, Hongsi Liu, Baorui Peng, Mingqi Yuan, Xin Jin, Wenjun Zeng, Chang Wen Chen
GEM-Occ:從視覺幾何證據到具身語義佔用記憶
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近日,一篇提交至arXiv的論文(編號2607.05543)提出了GEM-Occ框架,旨在透過視覺幾何證據構建具身語義佔用記憶。該研究由Hu Zhu等人完成,於2026年7月6日提交。語義佔用為具身室內智慧體提供結構化的空間記憶,同時表示佔用區域、已觀測自由空間、未知區域以及物體語義。然而,現有的室內佔用基準和方法主要集中在單檢視預測或房間級線上感知,忽視了跨連線室內空間的長時序語義對映。

為此,研究者引入了HIOcc——一個層次化室內佔用基準,它將ScanNet、ScanNet++和Matterport3D統一為通用的稀疏語義佔用格式,同時保留了它們的原生觀測幾何,包括透視RGB-D幀和全景觀測組。HIOcc支援三種互補的評估模式:區域性語義佔用預測、房間級線上佔用對映以及跨連線全景環境的建築級對映。這一統一格式使得不同資料集之間的公平比較成為可能,並填補了長期語義對映的評估空白。

進一步,研究團隊提出了GEM-Occ框架,這是一種用於語義佔用對映的高斯證據記憶框架。與將點雲作為持久地圖狀態的方法不同,GEM-Occ將區域性視覺幾何預測視為瞬態證據,並將其轉換為語義高斯佔用證據和自由空間射線證據。透過可見性和不確定性感知的因果更新,這些證據被融合到一個持久層次化記憶中。該記憶組織為區域性快取、房間級子圖和建築級圖,並可透過高斯到佔用投影隨時查詢。這種設計避免了傳統點雲地圖的累積誤差,使得隨著探索區域增大,地圖仍保持穩定。

在HIOcc上的實驗表明,GEM-Occ在區域性佔用預測、線上地圖穩定性、自由空間推理、重訪一致性和建築級可擴充套件性方面均優於先前的室內佔用和基於高斯對映的基線方法。論文共19頁,包含6張圖,專案頁面已公開。該研究涉及機器人學和計算機視覺領域,其基準和框架有望推動室內機器人導航、物體搜尋等下游任務的發展,為具身智慧體提供更一致的長期空間記憶。

展開要點與分析

文章情報

工程師進階

要點

  • 提出HIOcc基準,統一ScanNet、ScanNet++和Matterport3D為稀疏語義佔用格式,支援三種評估模式。
  • 提出GEM-Occ框架,將區域性視覺幾何預測作為瞬態證據,透過高斯佔用證據和自由空間射線證據融合到層級記憶中。
  • 實驗表明GEM-Occ在區域性預測、線上地圖穩定性、自由空間推理、重訪一致性和建築級可擴充套件性上優於現有方法。

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