モバイルロボティクスにおける能動的知覚のための効率的ビームサーチアルゴリズム

arXiv cs.RO / 2026/4/28

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要点

本論文は、ロボットがミッション達成に向けて最も有益な観測を得るために、どこへ移動し何をセンシングするかを決める能動的知覚の計画手法を改善することを目的としています。
著者らは、ノードごとに上位B候補を保持するノードワイズ・ビームサーチ（NBS）を提案し、標準ビームサーチで見られる局所最適への陥りやすさやパラメータ依存性を抑えます。
探索と活用のバランスをより適切にするために、フロンティアを経路選択基準に組み込み「期待利得（expected gain）」指標を導入します。
さらに、方位のサンプリングを損なわず、障害物の多い環境でも連結性を確保するグラフ構成法として、急速探索ランダムアニュラス・グラフ（RRAG）を提案し、フォールバックとなる局所サンプリング型プランナで補います。
グラフ上のベンチマークと実機ロボットでの検証により、NBS＋RRAGが最良の性能を示し、少なくとも1つの能動的知覚タスクで最先端手法を20%以上上回ることが示されています。