論文の概要: BEV$^2$PR: BEV-Enhanced Visual Place Recognition with Structural Cues
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.06600v2
- Date: Tue, 23 Jul 2024 12:20:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-24 22:53:21.587663
- Title: BEV$^2$PR: BEV-Enhanced Visual Place Recognition with Structural Cues
- Title(参考訳): BEV$^2$PR: 構造クイズを用いたBEVによる視覚的位置認識
- Authors: Fudong Ge, Yiwei Zhang, Shuhan Shen, Yue Wang, Weiming Hu, Jin Gao,
- Abstract要約: 本稿では,鳥眼ビュー(BEV)における構造的手がかりを1台のカメラから活用して,画像に基づく視覚的位置認識(VPR)フレームワークを提案する。
BEV$2$PRフレームワークは、単一のカメラに基づいて視覚的手がかりと空間的認識の両方を持つ複合記述子を生成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 44.96177875644304
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this paper, we propose a new image-based visual place recognition (VPR) framework by exploiting the structural cues in bird's-eye view (BEV) from a single monocular camera. The motivation arises from two key observations about place recognition methods based on both appearance and structure: 1) For the methods relying on LiDAR sensors, the integration of LiDAR in robotic systems has led to increased expenses, while the alignment of data between different sensors is also a major challenge. 2) Other image-/camera-based methods, involving integrating RGB images and their derived variants (eg, pseudo depth images, pseudo 3D point clouds), exhibit several limitations, such as the failure to effectively exploit the explicit spatial relationships between different objects. To tackle the above issues, we design a new BEV-enhanced VPR framework, namely BEV$^2$PR, generating a composite descriptor with both visual cues and spatial awareness based on a single camera. The key points lie in: 1) We use BEV features as an explicit source of structural knowledge in constructing global features. 2) The lower layers of the pre-trained backbone from BEV generation are shared for visual and structural streams in VPR, facilitating the learning of fine-grained local features in the visual stream. 3) The complementary visual and structural features can jointly enhance VPR performance. Our BEV$^2$PR framework enables consistent performance improvements over several popular aggregation modules for RGB global features. The experiments on our collected VPR-NuScenes dataset demonstrate an absolute gain of 2.47% on Recall@1 for the strong Conv-AP baseline to achieve the best performance in our setting, and notably, a 18.06% gain on the hard set. The code and dataset will be available at https://github.com/FudongGe/BEV2PR.
- Abstract(参考訳): 本稿では,単一単眼カメラから鳥眼ビュー(BEV)の構造的手がかりを利用して,画像に基づく視覚的位置認識(VPR)フレームワークを提案する。
その動機は、外見と構造の両方に基づく位置認識法に関する2つの重要な観察から生じる。
1) ロボットシステムへのLiDARの統合は, センサ間のデータのアライメントが大きな課題であるのに対して, ロボットシステムへのLiDARの統合はコストの増大につながっている。
2)RGB画像とその派生した変種(擬似深度画像,擬似3D点雲など)の統合を含む他の画像・カメラベース手法では,異なる物体間の空間的関係を効果的に利用できないなど,いくつかの制限がある。
上記の課題に対処するため、我々はBEV$2$PRと呼ばれる新しいBEV拡張VPRフレームワークを設計し、単一のカメラに基づく視覚的手がかりと空間的認識の両方を持つ複合記述子を生成する。
主なポイントは次のとおりである。
1)グローバルな機能構築における構造的知識の明確な源として,BEVの機能を利用する。
2)VPRの視覚的および構造的ストリームに対して,BEV生成から学習したバックボーンの下位層を共有し,視覚的ストリームのきめ細かい局所的特徴の学習を容易にする。
3)視覚的特徴と構造的特徴は共同でVPR性能を向上させることができる。
当社のBEV$^2$PRフレームワークは,RGBグローバル機能用のいくつかの一般的なアグリゲーションモジュールに対して,一貫したパフォーマンス向上を実現しています。
収集したVPR-NuScenesデータセットの実験では、強力なConv-APベースラインであるRecall@1では2.47%が絶対的に向上し、私たちの設定で最高のパフォーマンスを実現しています。
コードとデータセットはhttps://github.com/FudongGe/BEV2PRで公開される。
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