Latent scene representation plays a significant role in training reinforcement learning (RL) agents. To obtain good latent vectors describing the scenes, recent works incorporate the 3D-aware latent-conditioned NeRF pipeline into scene representation learning. However, these NeRF-related methods struggle to perceive 3D structural information due to the inefficient dense sampling in volumetric rendering. Moreover, they lack fine-grained semantic information included in their scene representation vectors because they evenly consider free and occupied spaces. Both of them can destroy the performance of downstream RL tasks. To address the above challenges, we propose a novel framework that adopts the efficient 3D Gaussian Splatting (3DGS) to learn 3D scene representation for the first time. In brief, we present the Query-based Generalizable 3DGS to bridge the 3DGS technique and scene representations with more geometrical awareness than those in NeRFs. Moreover, we present the Hierarchical Semantics Encoding to ground the fine-grained semantic features to 3D Gaussians and further distilled to the scene representation vectors. We conduct extensive experiments on two RL platforms including Maniskill2 and Robomimic across 10 different tasks. The results show that our method outperforms the other 5 baselines by a large margin. We achieve the best success rates on 8 tasks and the second-best on the other two tasks.


翻译:潜在场景表示在训练强化学习(RL)智能体中扮演着重要角色。为获得描述场景的良好潜在向量,近期研究将3D感知的潜在条件神经辐射场(NeRF)流程融入场景表示学习。然而,这些基于NeRF的方法因体渲染中低效的密集采样而难以感知3D结构信息。此外,由于对自由空间和占用空间进行均等处理,其场景表示向量缺乏细粒度语义信息。这两方面均可能损害下游RL任务的性能。为解决上述挑战,我们首次提出采用高效3D高斯泼溅(3DGS)学习3D场景表示的新框架。简言之,我们提出基于查询的可泛化3DGS,以比NeRF方法更具几何感知的方式搭建3DGS技术与场景表示之间的桥梁。此外,我们提出分层语义编码,将细粒度语义特征锚定至3D高斯分布,并进一步蒸馏到场景表示向量中。我们在Maniskill2和Robomimic两个RL平台上对10项不同任务进行了广泛实验。结果表明,我们的方法大幅优于其他5个基线模型,在8项任务中取得最佳成功率,在其余两项任务中位列第二。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2022年11月8日
Arxiv
17+阅读 · 2018年4月2日
VIP会员
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员