论文阅读-位姿估计-SE3-Nets Learning Rigid Body Motion using Deep Neural Networks

SE3-Nets Learning Rigid Body Motion using Deep Neural Networks(1)
- 输入：三维点；系统输入（如推力）；
- 输出：三维点

该论文只针对三维点云输入（RGBD等），来求解每帧中目标物体的刚体变换关系（SE(3), pose)。

在这些深度学习框架的位姿估计问题中，旋转都使用旋转向量（3维度）的方式。

以及需要分割的个数(?提前知道个数，最大个数吧？),得到各个分割块的pose（随后可以根据pose将点云转换过去）
SE3-NETS learn to segment effected object parts and predict their motion resulting from the applied force.

作者认为之前的物理模型（非深度模型）虽好，但依赖的是精准的观测量和基于此的精准的预测，而人是靠直觉、模糊的预测来行动的。而之前的基于物理

1.流程和网络架构

如图：

作者的网络分为两个部分：
1.Encoder部分输入点云，同时用一个全连接网络来接收控制输入，结果
2.在Encoder之后，Decoder部分做了两件事：
- 将区域按照目标分类，识别出那些一同运动的像素部分（称之为一个目标），文中用一个mask（仅仅包含目标部分）来区分各个不同区域的目标。
值得注意的是，目标的个数k是网络训练前提前设置好的。所以这可以转为分类问题，对每一个输入像素分为k个类别之一。这个过程和普通的深度预测网络十分类似：skip，降采样+升采样。由于类别之间离散不可导（？），作者分别计算每一个点在k个类别的分布概率（总和为1)。

• 接下来对每一目标物体的SE3进行预测。

最后通过转移层将所有信息汇总起来：对k个可能的pose进行得到最终变换之后的三维点位姿进行加权求和得到最终位姿，从而得到最终每个点的刚体变换。这里的权重是之前提到的概率

2.结果

作者在仿真数据和真实数据上测试。训练目标是使得点云y通过训练后的数据集得到转换后的点云集y‘和真值一样。
训练时，假设输入和输出的数据关联对应关系是知道的（可以通过位姿等得到前后三维点的对应关系）

每帧test时间大概达到0.15s。

最后作者发现该系统对目标个数很敏感，对深度噪音和数据关联的噪音不是那么敏感（加入训练时有错误的数据关联关系）

评价：本文没有解决数据关联问题，还需要借助于ICP等，输入限于雷达或RGBD数据。