CHOICE: Coordinated Human-Object Interaction in Cluttered Environments for Pick-and-Place Actions

要約

雑然とした複雑なレイアウトでのピックアンドプレイスタスクなどのヒューマンシーンのインタラクションをアニメーション化することは、さまざまな障害物があるシナリオでさまざまなジオメトリや関節構造のオブジェクトを使用するため、困難なタスクです。
主な問題点は、オブジェクトや環境の多様性に比べてモーション データが希薄であること、および異なるタスク間の移行モーションが利用しにくいことで、任意の条件への一般化が複雑になることにあります。
この問題に対処するために、階層的な目標駆動型タスクとして相互作用合成問題に取り組むシステムを開発します。
まず、ユーザーが選択したターゲットオブジェクトなどの抽象的な目標信号からピックアンドプレイスタスクを効率的に達成するために、両手を同時に制御するための一連のキーフレームを計画する両手スケジューラを開発します。
次に、さまざまな物体の形状や種類、障害物の配置の下で誘導ハンドの軌道を生成するニューラル暗黙的プランナーを開発します。
最後に、周波数領域でのスムーズな遷移を可能にするカルマン フィルターを組み込んだ DeepPhase コントローラーの線形動的モデルを提案します。これにより、キャラクターのより現実的かつ効果的な多目的制御が可能になります。私たちのシステムは、幅広い自然な表現を生み出すことができます。
オブジェクトのジオメトリ、コンテナの関節、シーン内のオブジェクトのレイアウトに関するピックアンドプレイスの動き。

要約(オリジナル)

Animating human-scene interactions such as pick-and-place tasks in cluttered, complex layouts is a challenging task, with objects of a wide variation of geometries and articulation under scenarios with various obstacles. The main difficulty lies in the sparsity of the motion data compared to the wide variation of the objects and environments as well as the poor availability of transition motions between different tasks, increasing the complexity of the generalization to arbitrary conditions. To cope with this issue, we develop a system that tackles the interaction synthesis problem as a hierarchical goal-driven task. Firstly, we develop a bimanual scheduler that plans a set of keyframes for simultaneously controlling the two hands to efficiently achieve the pick-and-place task from an abstract goal signal such as the target object selected by the user. Next, we develop a neural implicit planner that generates guidance hand trajectories under diverse object shape/types and obstacle layouts. Finally, we propose a linear dynamic model for our DeepPhase controller that incorporates a Kalman filter to enable smooth transitions in the frequency domain, resulting in a more realistic and effective multi-objective control of the character.Our system can produce a wide range of natural pick-and-place movements with respect to the geometry of objects, the articulation of containers and the layout of the objects in the scene.

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