In the realm of large-scale point cloud registration, designing a compact symbolic representation is crucial for efficiently processing vast amounts of data, ensuring registration robustness against significant viewpoint variations and occlusions. This paper introduces a novel point cloud registration method, i.e., QuadricsReg, which leverages concise quadrics primitives to represent scenes and utilizes their geometric characteristics to establish correspondences for 6-DoF transformation estimation. As a symbolic feature, the quadric representation fully captures the primary geometric characteristics of scenes, which can efficiently handle the complexity of large-scale point clouds. The intrinsic characteristics of quadrics, such as types and scales, are employed to initialize correspondences. Then we build a multi-level compatibility graph set to find the correspondences using the maximum clique on the geometric consistency between quadrics. Finally, we estimate the 6-DoF transformation using the quadric correspondences, which is further optimized based on the quadric degeneracy-aware distance in a factor graph, ensuring high registration accuracy and robustness against degenerate structures. We test on 5 public datasets and the self-collected heterogeneous dataset across different LiDAR sensors and robot platforms. The exceptional registration success rates and minimal registration errors demonstrate the effectiveness of QuadricsReg in large-scale point cloud registration scenarios. Furthermore, the real-world registration testing on our self-collected heterogeneous dataset shows the robustness and generalization ability of QuadricsReg on different LiDAR sensors and robot platforms. The codes and demos will be released at \url{https://levenberg.github.io/QuadricsReg}.


翻译:在大规模点云配准领域,设计紧凑的符号化表示对于高效处理海量数据、确保配准在显著视角变化与遮挡下的鲁棒性至关重要。本文提出一种新颖的点云配准方法——QuadricsReg,该方法利用简洁的二次曲面基元表示场景,并利用其几何特性建立对应关系以进行六自由度变换估计。作为一种符号化特征,二次曲面表示充分捕捉了场景的主要几何特性,能够高效处理大规模点云的复杂性。我们利用二次曲面的内在特性(如类型与尺度)来初始化对应关系。随后构建多级兼容图集,基于二次曲面间的几何一致性,通过最大团搜索来确立对应关系。最后,我们利用二次曲面对应关系估计六自由度变换,并进一步在因子图中基于二次曲面退化感知距离进行优化,从而确保高配准精度以及对退化结构的鲁棒性。我们在5个公开数据集及自采集的跨不同激光雷达传感器与机器人平台的异构数据集上进行了测试。优异的配准成功率和极低的配准误差证明了QuadricsReg在大规模点云配准场景中的有效性。此外,在自采集异构数据集上的真实世界配准测试表明,QuadricsReg在不同激光雷达传感器与机器人平台上均具备鲁棒性与泛化能力。代码与演示将发布于 \url{https://levenberg.github.io/QuadricsReg}。

0
下载
关闭预览

相关内容

根据激光测量原理得到的点云,包括三维坐标(XYZ)和激光反射强度(Intensity)。 根据摄影测量原理得到的点云,包括三维坐标(XYZ)和颜色信息(RGB)。 结合激光测量和摄影测量原理得到点云,包括三维坐标(XYZ)、激光反射强度(Intensity)和颜色信息(RGB)。 在获取物体表面每个采样点的空间坐标后,得到的是一个点的集合,称之为“点云”(Point Cloud)
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
【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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
30+阅读 · 2022年9月10日
VIP会员
相关VIP内容
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
【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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员