A high-quality 3D reconstruction of a scene from a collection of 2D images can be achieved through offline/online mapping methods. In this paper, we explore active mapping from the perspective of implicit representations, which have recently produced compelling results in a variety of applications. One of the most popular implicit representations - Neural Radiance Field (NeRF), first demonstrated photorealistic rendering results using multi-layer perceptrons, with promising offline 3D reconstruction as a by-product of the radiance field. More recently, researchers also applied this implicit representation for online reconstruction and localization (i.e. implicit SLAM systems). However, the study on using implicit representation for active vision tasks is still very limited. In this paper, we are particularly interested in applying the neural radiance field for active mapping and planning problems, which are closely coupled tasks in an active system. We, for the first time, present an RGB-only active vision framework using radiance field representation for active 3D reconstruction and planning in an online manner. Specifically, we formulate this joint task as an iterative dual-stage optimization problem, where we alternatively optimize for the radiance field representation and path planning. Experimental results suggest that the proposed method achieves competitive results compared to other offline methods and outperforms active reconstruction methods using NeRFs.


翻译:通过离线/在线绘图方法,可以从2D图像的收集中实现高品质的3D重建场景。在本文中,我们从隐含表示的角度探索积极的绘图,这些隐含表示最近在各种应用中产生了令人信服的结果。最受欢迎的隐含表示-神经辐射场(NeRF),首次以多层感应器展示光现实效果效果,希望以光线外3D重建作为光线场的副产品。最近,研究人员还将这种隐含的表示用于在线重建和本地化(即隐含的SLAM系统)。然而,关于使用隐含表示进行积极愿景任务的研究仍然非常有限。在本文件中,我们特别有兴趣将神经光场用于积极绘图和规划问题,这在活跃的系统中是密切相关的任务。我们首次提出一个只以RGB为主的主动视野框架,以光线外代表方式进行积极的3D重建和规划。具体地说,我们把这个联合任务作为一个迭代的两阶段优化问题,在其中,我们也可以将焦距外地代表制和正轨规划方法加以优化。

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