结合掩码定位和漏斗网络的6D姿态估计
目的 6D姿态估计是3D目标识别及重建中的一个重要问题.由于很多物体表面光滑、无纹理,特征难以提取,导致检测难度大.很多算法依赖后处理过程提高姿态估计精度,导致算法速度降低.针对以上问题,本文提出一种基于热力图的6D物体姿态估计算法.方法 首先,采用分割掩码避免遮挡造成的热力图污染导致的特征点预测准确率下降问题.其次,基于漏斗网络架构,无需后处理过程,保证算法具有高效性能.在物体检测阶段,采用一个分割网络结构,使用速度较快的YOLOv3(you only look once v3)作为网络骨架,目的在于预测目标物体掩码分割图,从而减少其他不相关物体通过遮挡带来的影响.为了提高掩码的准确度,增加反卷积层提高特征层的分辨率并对它们进行融合.然后,针对关键点采用漏斗网络进行特征点预测,避免残差网络模块由于局部特征丢失导致的关键点检测准确率下降问题.最后,对检测得到的关键点进行位姿计算,通过PnP(perspective-n-point)算法恢复物体的6D姿态.结果 在有挑战的Linemod数据集上进行实验.实验结果表明,本文算法的3D误差准确性为82.7％,与热力图方法相比提高了10％;2D投影准确性为98.9％,比主流算法提高了4％;同时达到了15帧/s的检测速度.结论 本文提出的基于掩码和关键点检测算法不仅有效提高了6D姿态估计准确性,而且可以维持高效的检测速度.
姿态估计;目标分割;关键点定位;漏斗网络;特征融合
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TP391.4(计算技术、计算机技术)
浙江省自然科学基金LY20F020017
2022-02-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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