We present a novel technique to estimate the 6D pose of objects from single images where the 3D geometry of the object is only given approximately and not as a precise 3D model. To achieve this, we employ a dense 2D-to-3D correspondence predictor that regresses 3D model coordinates for every pixel. In addition to the 3D coordinates, our model also estimates the pixel-wise coordinate error to discard correspondences that are likely wrong. This allows us to generate multiple 6D pose hypotheses of the object, which we then refine iteratively using a highly efficient region-based approach. We also introduce a novel pixel-wise posterior formulation by which we can estimate the probability for each hypothesis and select the most likely one. As we show in experiments, our approach is capable of dealing with extreme visual conditions including overexposure, high contrast, or low signal-to-noise ratio. This makes it a powerful technique for the particularly challenging task of estimating the pose of tumbling satellites for in-orbit robotic applications. Our method achieves state-of-the-art performance on the SPEED+ dataset and has won the SPEC2021 post-mortem competition.


翻译:我们提出了一种新颖的单张图像中6D物体姿态估计方法,其中物体的3D几何形状仅近似给出而不是精确的3D模型。为了实现这一目标,我们采用密集的2D到3D对应点预测器,为每个像素回归3D模型的坐标。除了3D坐标之外,我们的模型还估计像素级别的坐标误差,以排除可能错误的对应关系。这使我们能够生成多个物体的6D姿态假设,然后使用高效的区域-based方法进行迭代精炼。我们还引入了一种新的像素后验概率公式,通过它我们可以估计每个假设的概率并选择最可能的假设。正如我们在实验中展示的那样,我们的方法能够处理极端的视觉条件,包括过曝、高对比度或低信噪比。这使它成为特别具有挑战性的任务(例如估计在-orbit机器人应用中的翻滚卫星的姿态)的一种强大的技术。我们的方法在SPEED+数据集上实现了最先进的表现,并赢得了SPEC2021后期比赛。

1
下载
关闭预览

相关内容

MonoGRNet:单目3D目标检测的通用框架(TPAMI2021)
专知会员服务
17+阅读 · 2021年5月3日
 【SIGGRAPH 2020】人像阴影处理,Portrait Shadow Manipulation
专知会员服务
28+阅读 · 2020年5月19日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
CVPR2019 | Stereo R-CNN 3D 目标检测
极市平台
27+阅读 · 2019年3月10日
【泡泡一分钟】用于评估视觉惯性里程计的TUM VI数据集
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2019年1月4日
【泡泡一分钟】Matterport3D: 从室内RGBD数据集中训练 (3dv-22)
泡泡机器人SLAM
16+阅读 · 2017年12月31日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月12日
Arxiv
12+阅读 · 2019年1月24日
VIP会员
相关VIP内容
MonoGRNet:单目3D目标检测的通用框架(TPAMI2021)
专知会员服务
17+阅读 · 2021年5月3日
 【SIGGRAPH 2020】人像阴影处理,Portrait Shadow Manipulation
专知会员服务
28+阅读 · 2020年5月19日
相关资讯
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
CVPR2019 | Stereo R-CNN 3D 目标检测
极市平台
27+阅读 · 2019年3月10日
【泡泡一分钟】用于评估视觉惯性里程计的TUM VI数据集
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2019年1月4日
【泡泡一分钟】Matterport3D: 从室内RGBD数据集中训练 (3dv-22)
泡泡机器人SLAM
16+阅读 · 2017年12月31日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
相关基金
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员