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Enregistrement W4405303612 · doi:10.1109/tase.2024.3514143

GPD: Learning Geometric Primitive Deformation for Unseen Object Pose Estimation

2024· article· en· W4405303612 sur OpenAlexaff
Qiwei Meng, Jason Gu, Yun-Hui Liu

Notice bibliographique

RevueIEEE Transactions on Automation Science and Engineering · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueRobot Manipulation and Learning
Établissements canadiensDalhousie University
Organismes subventionnairesThe Research Council
Mots-clésArtificial intelligenceComputer visionPoseDeformation (meteorology)Computer scienceObject (grammar)Pattern recognition (psychology)MathematicsGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Witnessing the rapid progress and development in instance-level object pose estimation, increasing attention has shifted to the more challenging problem for unseen objects, which is in great demand for various robotic applications. In this paper, we propose the GPD, a novel framework for unseen object pose estimation, including both category-level and cross-category objects. The key innovation of the GPD model is the effective utilization of geometric primitives in target reconstruction and pose estimation, as it can generalize the learned primitive deformation across intra-class and inter-class instances. Additionally, we also design an advanced scheme for representative object feature extraction, including attention-aware excitation, multi-scale fusion, and semantic feature encoding. Extensive evaluations validate the effectiveness of individual innovation modules and the overall superior performance of the GPD. It not only achieves the SOTA results on category-level benchmarks CAMERA25 and REAL275, but also demonstrates impressive generalization ability across novel objects on the GraspNet-1Billion dataset. Furthermore, we deploy the trained GPD model for vision-guided robotic grasping experiments in simulation and real-world settings, again exhibiting its outstanding robustness and practicability in robotic manipulations. Note to Practitioners—This paper is motivated by the problem of unseen object pose estimation and robotic manipulation in unstructured environments. For intelligent robots expected to interact with their surroundings, rather than just passively perceiving them like surveillance cameras, 6Dof pose estimation is a critical capability. However, existing approaches generally face two key challenges. On the one hand, robots are likely to encounter unseen objects in real-world applications. Without the availability of prior models or specific training data for these unseen objects, instance-level and category-level methods may become ineffective or even fail to work. On the other hand, the error tolerance of precise tabletop robotic manipulation is very tight, and the varying lighting conditions and background noise impose higher robustness requirements on pose estimation algorithms. To address these difficulties, we propose a novel network that learns geometric primitive deformation for pose estimation. This model is less dependent on object prior information, thereby enhancing the generalization ability. Additionally, by incorporating cross-modal excitation and multi-scale fusion during feature extraction, our model can capture representative appearance and geometric information of objects for accurate pose estimation. Extensive experimental results on benchmark datasets quantitatively validate the superior performance of our approach. We also demonstrate its effectiveness in robotic applications through unseen object grasping experiments on Kinova and Franka Emika robot platforms. In the future, we plan to explore primitive combination schemes for compound object representation, enabling pose estimation for more complex-shaped objects.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,923
Score d'incertitude au seuil0,580

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,002
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,246
Écart entre enseignants0,232 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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