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位置推定arXiv:2507.12027

SGLoc: 3Dガウシアンスプラッティング表現を用いたセマンティック位置推定システム

SGLoc: Semantic Localization System for Camera Pose Estimation from 3D Gaussian Splatting Representation

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3Dガウシアンスプラッティングのセマンティック情報を活用し、初期姿勢なしでカメラの6DoF姿勢を直接回帰する位置推定システムを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- カメラポーズ推定のための新しいローカリゼーションシステム「SGLoc」を提案。 - 3D Gaussian Splatting (3DGS) 表現から直接カメラポーズを回帰する。 - セマンティック情報を活用し、2D画像と3Dシーン表現の関係を用いて6DoFポーズを推定。 - 初期ポーズ事前情報を必要とせず、グローバルローカリゼーションが可能。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のローカリゼーション手法と比較して、初期ポーズ事前情報を必要としない点が新しい。 - 3DGS表現を直接用いることで、高品質なレンダリングとポーズ推定を両立。 - セマンティック情報を活用したグローバル検索により、2D-3D対応を確立。 - 12scenesおよび7scenesデータセットでベースラインを上回る性能を達成。

3. 技術・手法の肝は?

- マルチレベルポーズ回帰戦略:グローバル3DGSマップからクエリ画像のポーズを段階的に推定・洗練。 - セマンティックベースのグローバル検索アルゴリズム:2D画像と3DGSマップの対応を確立。 - 2Dクエリ画像と3DGSセマンティック表現から抽出したシーンセマンティックディスクリプタをマッチング。 - 画像をグローバル3DGSマップのローカル領域に位置合わせし、粗いポーズ推定を取得。 - 粗いポーズの洗練:クエリ画像と3DGSからのレンダリング画像との差分を反復最適化。

4. どうやって有効だと検証した?

- 12scenesおよび7scenesデータセットを用いて評価。 - ベースライン手法と比較して優れた性能を示す。 - 初期ポーズ事前情報なしでのグローバルローカリゼーション能力を実証。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 3D Gaussian Splatting (3DGS) の原論文(Kerbl et al., 2023) - セマンティックローカリゼーションに関する研究(例:Semantic Localization) - ポーズ回帰手法(例:PoseNet, Direct Pose Regression) - 12scenesおよび7scenesデータセットを用いたローカリゼーション研究

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Beining Xu, Siting Zhu, Hesheng Wang

分類: cs.CV, cs.RO

原文アブストラクト

We propose SGLoc, a novel localization system that directly regresses camera poses from 3D Gaussian Splatting (3DGS) representation by leveraging semantic information. Our method utilizes the semantic relationship between 2D image and 3D scene representation to estimate the 6DoF pose without prior pose information. In this system, we introduce a multi-level pose regression strategy that progressively estimates and refines the pose of query image from the global 3DGS map, without requiring initial pose priors. Moreover, we introduce a semantic-based global retrieval algorithm that establishes correspondences between 2D (image) and 3D (3DGS map). By matching the extracted scene semantic descriptors of 2D query image and 3DGS semantic representation, we align the image with the local region of the global 3DGS map, thereby obtaining a coarse pose estimation. Subsequently, we refine the coarse pose by iteratively optimizing the difference between the query image and the rendered image from 3DGS. Our SGLoc demonstrates superior performance over baselines on 12scenes and 7scenes datasets, showing excellent capabilities in global localization without initial pose prior. Code will be available at https://github.com/IRMVLab/SGLoc.

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