Existing novel object 6D pose estimation methods typically rely on CAD models or dense reference views, which are both difficult to acquire. Using only a single reference view is more scalable, but challenging due to large pose discrepancies and limited geometric and spatial information. To address these issues, we propose a Single-Reference-based novel object 6D (SinRef-6D) pose estimation method. Our key idea is to iteratively establish point-wise alignment in the camera coordinate system based on state space models (SSMs). Specifically, iterative camera-space point-wise alignment can effectively handle large pose discrepancies, while our proposed RGB and Points SSMs can capture long-range dependencies and spatial information from a single view, offering linear complexity and superior spatial modeling capability. Once pre-trained on synthetic data, SinRef-6D can estimate the 6D pose of a novel object using only a single reference view, without requiring retraining or a CAD model. Extensive experiments on six popular datasets and real-world robotic scenes demonstrate that we achieve on-par performance with CAD-based and dense reference view-based methods, despite operating in the more challenging single reference setting. Code will be released at https://github.com/CNJianLiu/SinRef-6D.


翻译:现有的新颖物体六维姿态估计方法通常依赖于CAD模型或密集参考视角,这两者都难以获取。仅使用单一参考视角更具可扩展性,但由于存在较大的姿态差异以及有限的几何与空间信息,这带来了挑战。为解决这些问题,我们提出了一种基于单参考视角的新颖物体六维姿态估计方法(SinRef-6D)。我们的核心思想是基于状态空间模型,在相机坐标系中迭代建立点对点对齐。具体而言,迭代的相机空间点对点对齐能有效处理大的姿态差异,而我们提出的RGB与点云状态空间模型能够从单一视角捕获长程依赖关系和空间信息,提供线性复杂度与卓越的空间建模能力。一旦在合成数据上完成预训练,SinRef-6D仅需单一参考视角即可估计新颖物体的六维姿态,无需重新训练或CAD模型。在六个流行数据集及真实机器人场景上进行的大量实验表明,尽管在更具挑战性的单参考设置下运行,我们的方法仍能达到与基于CAD模型和基于密集参考视角的方法相当的性能。代码将在 https://github.com/CNJianLiu/SinRef-6D 发布。

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