論文の概要: CoFiI2P: Coarse-to-Fine Correspondences for Image-to-Point Cloud Registration
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.14660v5
- Date: Thu, 12 Sep 2024 09:43:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-13 22:36:48.198851
- Title: CoFiI2P: Coarse-to-Fine Correspondences for Image-to-Point Cloud Registration
- Title（参考訳）: CoFiI2P:イメージ・ツー・ポイント・クラウド登録のための粗大な対応
- Authors: Shuhao Kang, Youqi Liao, Jianping Li, Fuxun Liang, Yuhao Li, Xianghong Zou, Fangning Li, Xieyuanli Chen, Zhen Dong, Bisheng Yang,
- Abstract要約: CoFiI2Pは、粗い方法で通信を抽出する新しいI2P登録ネットワークである。
粗いマッチングフェーズでは、均一なグローバル情報と不均一なグローバル情報の両方をキャプチャするために、新しいI2Pトランスフォーマーモジュールが使用される。
微細マッチングモジュールにおいて、スーパーポイント/スーパーピクセル対応のガイダンスにより、ポイント/ピクセル対を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.57539651520755
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Image-to-point cloud (I2P) registration is a fundamental task for robots and autonomous vehicles to achieve cross-modality data fusion and localization. Current I2P registration methods primarily focus on estimating correspondences at the point or pixel level, often neglecting global alignment. As a result, I2P matching can easily converge to a local optimum if it lacks high-level guidance from global constraints. To improve the success rate and general robustness, this paper introduces CoFiI2P, a novel I2P registration network that extracts correspondences in a coarse-to-fine manner. First, the image and point cloud data are processed through a two-stream encoder-decoder network for hierarchical feature extraction. Second, a coarse-to-fine matching module is designed to leverage these features and establish robust feature correspondences. Specifically, In the coarse matching phase, a novel I2P transformer module is employed to capture both homogeneous and heterogeneous global information from the image and point cloud data. This enables the estimation of coarse super-point/super-pixel matching pairs with discriminative descriptors. In the fine matching module, point/pixel pairs are established with the guidance of super-point/super-pixel correspondences. Finally, based on matching pairs, the transform matrix is estimated with the EPnP-RANSAC algorithm. Experiments conducted on the KITTI Odometry dataset demonstrate that CoFiI2P achieves impressive results, with a relative rotation error (RRE) of 1.14 degrees and a relative translation error (RTE) of 0.29 meters, while maintaining real-time speed.Additional experiments on the Nuscenes datasets confirm our method's generalizability. The project page is available at \url{https://whu-usi3dv.github.io/CoFiI2P}.
- Abstract（参考訳）: イメージ・ツー・ポイント・クラウド(I2P)登録は、ロボットと自動運転車がモダリティ間のデータ融合とローカライゼーションを実現するための基本的なタスクである。
現在のI2P登録法は、主に点またはピクセルレベルでの対応を推定することに焦点を当てており、大域的なアライメントを無視することが多い。
結果として、I2Pマッチングは、グローバルな制約から高レベルなガイダンスが欠如している場合、局所的な最適値に容易に収束することができる。
成功率と汎用ロバスト性を改善するために,粗大な方法で対応を抽出する新しいI2P登録ネットワークであるCoFiI2Pを導入する。
まず、画像と点のクラウドデータを2ストリームエンコーダデコーダネットワークを介して処理し、階層的特徴抽出を行う。
第2に、これらの特徴を活用し、ロバストな特徴対応を確立するために、粗大なマッチングモジュールが設計されている。
具体的には、粗いマッチングフェーズにおいて、画像と点クラウドデータから均一なグローバル情報と不均一なグローバル情報の両方をキャプチャするために、新しいI2Pトランスフォーマーモジュールを用いる。
これにより、識別記述子との粗いスーパーポイント/スーパーピクセルマッチングペアを推定できる。
微細マッチングモジュールにおいて、スーパーポイント/スーパーピクセル対応のガイダンスにより、ポイント/ピクセル対を確立する。
最後に、一致するペアに基づいて、変換行列をEPnP-RANSACアルゴリズムで推定する。
KITTIオドメトリーデータセットを用いて行った実験は、CoFiI2Pが1.14度の相対回転誤差(RRE)と0.29mの相対翻訳誤差(RTE)を実時間速度を維持しながら達成できることを示し、Nuscenesデータセットの付加実験により、我々の手法の一般化性が確認された。
プロジェクトページは \url{https://whu-usi3dv.github.io/CoFiI2P} で公開されている。
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