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基於圖表示的軌跡學習實現社交機器人導航

文章摘要

本文提出一種模仿學習框架,利用圖輔助網路編碼人群互動,並設計軌跡級學習目標以捕捉時空動態,在模擬和真實資料上優於現有基線。

來源arXiv Robotics作者: Berke Kartal, Burcu Kilic, Yigit Yildirim, Emre Ugur
基於圖表示的軌跡學習實現社交機器人導航
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自主移動機器人在人群環境中導航時,需要具備社交合規性,即在不干擾行人的前提下高效移動。然而,現有方法在捕捉真實世界的時空特性方面存在顯著不足。強化學習(RL)雖然能力強大,但依賴手工設計的獎勵函式,將複雜的社交行為簡化為靜態標準,難以復現真實行人行為的動態模式。模仿學習(IL)雖然可以直接從真實資料中訓練,但缺乏對行人之間社交互動的建模,並且容易因誤差累積而導致效能下降。

為了解決這些問題,研究者提出了一種基於模仿學習的框架,透過引入時空動態來提升社交合規導航。該框架的核心是一個基於圖的輔助網路,它透過注意力機制關注周圍行人,從而編碼人群狀態並表達社交上下文。此外,框架中還包含一個導航模組,該模組整合了編碼的狀態預測,並採用軌跡級的學習目標,從而有效捕捉時間動態並緩解誤差累積問題。

實驗結果表明,該框架在模擬環境和真實世界資料集上,在多項社交指標(如行人干擾最小化、導航效率等)上均顯著優於現有的資料驅動基線方法。這一工作為社交機器人導航提供了更加自然的行人互動建模方式,有望推動服務機器人、自動導引車等應用場景的發展。

展開要點與分析

文章情報

工程師進階

要點

  • 提出圖輔助網路編碼社互動動,提高導航合規性。
  • 引入軌跡級學習目標,減少錯誤累積。
  • 在模擬和真實資料集上超越現有資料驅動方法。

要點與分析由自動化流程生成,可能有誤,請結合原始來源核實。