Point cloud registration is a crucial problem in computer vision and robotics. Existing methods either rely on matching local geometric features, which are sensitive to the pose differences, or leverage global shapes and thereby lead to inconsistency when facing distribution variances such as partial overlapping. Combining the advantages of both types of methods, we adopt a coarse-to-fine pipeline that concurrently handles both issues. We first reduce the pose differences between input point clouds by aligning global features; then we match the local features to further refine the inaccurate alignments resulting from distribution variances. As global feature alignment requires the features to preserve the poses of input point clouds and local feature matching expects the features to be invariant to these poses, we propose an SE(3)-equivariant feature extractor to simultaneously generate two types of features. In this feature extractor, representations preserving the poses are first encoded by our novel SE(3)-equivariant network and then converted into pose-invariant ones by a pose-detaching module. Experiments demonstrate that our proposed method increases the recall rate by 20% compared to state-of-the-art methods when facing both pose differences and distribution variances.


翻译:点云登记是计算机视觉和机器人中的一个关键问题。 现有的方法要么依靠匹配当地几何特征,这些特征敏感于构成差异,要么利用全球形状,从而在面临分布差异时导致不一致,例如部分重叠。 结合这两种方法的优势,我们采用粗到细的管道,同时处理这两个问题。 我们首先通过调整全球特征来减少输入点云之间的差异; 然后我们匹配本地特征,以进一步完善分布差异造成的不准确匹配。 由于全球特征调整需要保存输入点云的构成特征,而本地特征匹配则期望这些特征具有差异的变量,我们建议使用SE(3)等量特征提取器同时产生两种特征。 在这种特征提取器中,保护这些特征的表述首先由我们的新颖的SE(3)等量网络编码,然后通过一个成形图模模块转换成构成变异体。 实验表明,在面临差异和分布差异时,我们提议的方法使回回率比状态方法增加20%。

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