Multi-robot systems (MRS) rely on exchanging raw sensory data to cooperate in complex three-dimensional (3D) environments. However, this strategy often leads to severe communication congestion and high transmission latency, significantly degrading collaboration efficiency. This paper proposes a decentralized task-oriented semantic communication framework for multi-robot collaboration in unknown 3D environments. Each robot locally extracts compact, task-relevant semantics using a lightweight Pixel Difference Network (PiDiNet) with geometric processing. It shares only these semantic updates to build a task-sufficient 3D scene representation that supports cooperative perception, navigation, and object transport. Our numerical results show that the proposed method exhibits a dramatic reduction in communication overhead from $858.6$ Mb to $4.0$ Mb (over $200\times$ compression gain) while improving collaboration efficiency by shortening task completion from $1,054$ to $281$ steps.


翻译:多机器人系统依赖于交换原始感知数据以在复杂三维环境中协作。然而,这种策略常导致严重的通信拥塞与高传输延迟,显著降低协作效率。本文提出一种面向任务的分散式语义通信框架,用于未知三维环境中的多机器人协作。每个机器人通过轻量级像素差分网络结合几何处理,在本地提取紧凑的任务相关语义,并仅共享这些语义更新以构建支持协同感知、导航与物体运输的任务充分三维场景表征。数值结果表明,所提方法将通信开销从858.6 Mb大幅降低至4.0 Mb(压缩增益超过200倍),同时通过将任务完成步数从1,054步缩短至281步,显著提升了协作效率。

0
下载
关闭预览

相关内容

《基于图计算的多机器人协同研究》最新139页
专知会员服务
37+阅读 · 2025年5月28日
《基于图计算的多机器人协调与协作​​》139页
专知会员服务
41+阅读 · 2025年4月19日
【ETHZ博士论文】与多机器人系统的直观与高效互动
专知会员服务
19+阅读 · 2024年11月29日
【CMU博士论文】开放环境视频中的多人三维重建,184页pdf
专知会员服务
34+阅读 · 2023年10月11日
专访俞栋:多模态是迈向通用人工智能的重要方向
AI科技评论
26+阅读 · 2019年9月9日
这可能是「多模态机器学习」最通俗易懂的介绍
计算机视觉life
113+阅读 · 2018年12月20日
国家自然科学基金
11+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
0+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
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
16+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
48+阅读 · 2009年12月31日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
11+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
0+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
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
16+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
48+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员