Operating in complex real-world environments requires robots to understand their surroundings on a functional semantic level. This demands a detailed multi-layer world model capturing the complex relations of its surroundings. Hierarchical 3D scene graphs address this challenge by integrating geometric, semantic, and relational data within a unified spatial framework. However, current 3D scene graph approaches often restrict themselves to rigid structures of pre-determined relationship classes, mostly neglecting important semantic connections, like causal connections or environmental contexts. This paper explores the potential of foundation models to build forests of 3D scene graphs with open semantic relationships to improve scene understanding and robotic task execution. We propose a method where instance-specific concept-nodes and relationships are first identified by a VLM and extended upon by a LLM, inferring broader, more abstract concept-nodes and relationships through reasoning. These object-nodes, concept-nodes, and relationships are then assembled into a forest of hierarchical 3D scene graphs, enhanced with concept-nodes to represent abstract concepts. Evaluations were conducted on the uHumans2 and ScanNet indoor dataset, validating the accuracy and relevance of the generated relationships. Downstream suitability of scene-graph forests for robotics applications is demonstrated in an open-vocabulary object-retrieval task utilizing both ScanNet data and a real-world indoor deployment using a Boston Dynamics Spot. This paper leverages foundation models to create more expressive, semantically deep 3D hierarchical scene graphs and demonstrates their potential to advance semantic and environmental understanding in robotics.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

3D是英文“Three Dimensions”的简称,中文是指三维、三个维度、三个坐标,即有长、有宽、有高,换句话说,就是立体的,是相对于只有长和宽的平面(2D)而言。
智能体化世界建模:基础、能力、规律及展望
专知会员服务
23+阅读 · 4月28日
《面向人机协作的扩展型信念-愿望-意图模型》最新111页
3D点云基础模型:综述与展望
专知会员服务
17+阅读 · 2025年1月31日
【泡泡图灵智库】体积实例感知语义建图与3D对象发现
泡泡机器人SLAM
22+阅读 · 2019年9月7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
Image Captioning 36页最新综述, 161篇参考文献
专知
90+阅读 · 2018年10月23日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
图像检索研究进展:浅层、深层特征及特征融合
机器学习研究会
65+阅读 · 2018年3月26日
Generative Adversarial Text to Image Synthesis论文解读
统计学习与视觉计算组
13+阅读 · 2017年6月9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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月23日
VIP会员
最新内容
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
智能体化世界建模:基础、能力、规律及展望
专知会员服务
23+阅读 · 4月28日
《面向人机协作的扩展型信念-愿望-意图模型》最新111页
3D点云基础模型:综述与展望
专知会员服务
17+阅读 · 2025年1月31日
相关资讯
【泡泡图灵智库】体积实例感知语义建图与3D对象发现
泡泡机器人SLAM
22+阅读 · 2019年9月7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
Image Captioning 36页最新综述, 161篇参考文献
专知
90+阅读 · 2018年10月23日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
图像检索研究进展:浅层、深层特征及特征融合
机器学习研究会
65+阅读 · 2018年3月26日
Generative Adversarial Text to Image Synthesis论文解读
统计学习与视觉计算组
13+阅读 · 2017年6月9日
相关基金
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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员