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GLiDR:用于稀疏 LiDAR 点云拓扑正则化的图生成网络

机器人学 2024-05-27 v3 计算机视觉与模式识别

摘要

稀疏 LiDAR 点云导致静态结构细节严重丢失,并降低可用于导航的静态点密度。密度降低在多种场景下对导航有害。我们观察到,尽管高度稀疏,大多数情况下可推断勾勒静态结构的 LiDAR 全局拓扑。我们利用此性质获取 LiDAR 扫描的骨干骨架,其形式为单一连通分量,作为全局拓扑的代理。我们利用该骨干沿静态结构增补新点以克服稀疏性。引入的新点可能对应于已有静态结构,或先前被动态物体遮挡的静态点。据我们所知,我们首次将此类策略用于稀疏 LiDAR 点云。接近我们方法的现有方案未能识别并保留全局静态 LiDAR 拓扑,生成次优点。我们提出 GLiDR,一种利用零维持久同调(PH\mathcal{PH})约束进行拓扑正则化的图生成网络。这使 GLiDR 能沿拓扑一致的全局静态 LiDAR 骨干引入新的静态点。GLiDR 利用稀疏 32×32\times 倍的动态扫描生成精确静态点,并在三个数据集上优于基线。GLiDR 生成有价值的副产品——静态与动态物体的精确二值分割掩码,有助于受限环境中的导航规划与安全。新引入的静态点使 GLiDR 在多种设置下优于基于 LiDAR 的 SLAM 导航。源代码见 https://kshitijbhat.github.io/glidr

关键词

引用

@article{arxiv.2312.00068,
  title  = {GLiDR: Topologically Regularized Graph Generative Network for Sparse LiDAR Point Clouds},
  author = {Prashant Kumar and Kshitij Madhav Bhat and Vedang Bhupesh Shenvi Nadkarni and Prem Kalra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.00068},
  year   = {2024}
}

备注

IEEE / CVF Computer Vision and Pattern Recognition Conference (CVPR)