イベントカメラによるキーポイントベースの動的物体6自由度(6-DoF)姿勢追跡

arXiv cs.CV / 2026/4/28

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要点

  • 本論文は、ロボットの精密な操作に不可欠な動的物体の6自由度(6-DoF)姿勢推定を扱い、従来のカメラベース手法ではモーションブラー、センサノイズ、低照度が大きな課題になると述べています。
  • これらの課題に対処するため、高ダイナミックレンジかつ低遅延の特徴を持つイベントカメラを用います。
  • 提案手法では、イベントストリームから生成した時間面(time surface)に基づいてキーポイント検出ネットワークを構築し、極性・空間座標・各キーポイント周辺のイベント密度を活用してキーポイントを連続的に追跡します。
  • 2Dキーポイントと3Dモデルキーポイントの対応付けにハッシュマッピングを用い、EPnPアルゴリズムで6-DoF姿勢を推定します。
  • シミュレーション環境および実環境のイベントデータでの実験結果により、提案法が既存のイベントベース最先端手法より精度と頑健性の両面で優れていることが示されています。

Abstract

オブジェクトの正確な6自由度(6-DoF)姿勢推定は、ロボットが精密な操作タスクを実行するために重要である。しかし、動的オブジェクトの姿勢推定においては、従来のカメラベース手法には、モーションブラー、センサノイズ、低照度の制約など、いくつかの主要な課題がある。これらの課題に対処するために、高いダイナミックレンジと低遅延を持つイベントカメラを用いる。さらに、動的オブジェクト姿勢推定のためのキーポイントベースの検出および追跡アプローチを提案する。まず、イベントストリームから生成される時間表面(time surface)上からキーポイントを抽出するためのキーポイント検出ネットワークを構築する。次に、イベントの極性と空間座標を活用し、各キーポイント近傍におけるイベント密度を用いて、連続的なキーポイント追跡を実現する。最後に、2Dキーポイントと3Dモデルのキーポイントの間にハッシュマッピングを確立し、6-DoF姿勢を推定するためにEPnPアルゴリズムを用いる。実験結果は、シミュレーション環境または実環境のイベント環境のいずれにおいても、提案手法が精度と頑健性の両面で、イベントベースの最先端手法を上回ることを示している。