モバイルロボットの意味論的ナビゲーションのための推論システム

arXiv cs.RO / 2026/3/31

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要点

本論文は、環境の意味論的概念とそれらの関係をルート計画に組み込むことで、より人にとって扱いやすい動作を可能にするモバイルロボットの意味論的ナビゲーションに取り組む。
環境の意味論的表現を構築するためのオントロジーに基づくアプローチを提案し、リレーショナルデータベースを用いた実装と、KnowRobを用いた実装の2つを含む。
これら2つのシステムは意味論的ナビゲータに統合され、定性的および定量的な比較により評価される。
実現可能性を示し、環境モデル化の2つの解法を実際に比較するために、モバイルロボットによる概念実証（プロトタイプ）を提示する。

Abstract

セマンティックナビゲーションとは、環境の意味的概念およびそれらの関係を考慮に入れて、移動ロボットの経路を計画するナビゲーションのパラダイムである。このパラダイムは、人間との相互作用を促進し、ナビゲーションの目標やタスクという観点から人間の環境を理解することを可能にする。高いレベルでは、セマンティックナビゲーションシステムには2つの主要な構成要素が必要である。すなわち、環境のセマンティックな表現と、推論（リーズナー）システムである。本論文は、セマンティック概念を用いて環境のモデルを開発することに焦点を当てる。本論文では、セマンティックナビゲーションパラダイムに対する2つの解決策を提示する。両方のシステムはいずれもオントロジー（存在論）的モデルを実装している。第1のシステムはリレーショナルデータベースを用い、第2のシステムはKnowRobに基づいている。両方のシステムはセマンティックナビゲータに統合されている。これら両システムを質的および量的の両レベルで比較し、概念実証として移動ロボット上での実装を提示する。