FCAF3D: الكشف عن الكائنات ثلاثية الأبعاد الخالي من المُعلّق بالكامل باستخدام التحويلات التلافيفية

في الآونة الأخيرة، لاقت التطبيقات الواعدة في مجال الروبوتات والواقع المعزز اهتمامًا كبيرًا في مجال كشف الأجسام ثلاثية الأبعاد من السحابات النقطية. في هذه الورقة، نقدم FCAF3D - أول طريقة من نوعها للكشف عن الأجسام ثلاثية الأبعاد داخل المباني دون استخدام مُعلّمات (Anchor-Free) وتعتمد بالكامل على التحويلات التلافيفية (Fully Convolutional). تُعد هذه الطريقة بسيطة وفعالة، حيث تستخدم تمثيلًا بالخلايا (Voxel) للسحابة النقطية، وتُعالج هذه الخلايا باستخدام تحويلات تلافيفية نادرة (Sparse Convolutions). وبفضل نموذجها المُشغّل في عملية تغذية أمامية واحدة ومتعددة التحويلات التلافيفية، يمكن لـ FCAF3D التعامل مع المشاهد الواسعة النطاق بحد أدنى من زمن التنفيذ. تعتمد الطرق الحالية للكشف عن الأجسام ثلاثية الأبعاد على افتراضات مسبقة حول هندسة الأجسام، ونُجادل بأن هذه الافتراضات تُحد من قدرتها على التعميم. وللتخلص من أي افتراضات مسبقة، نقترح تمثيلًا جديدًا للحدود المحيطة الموجهة (Oriented Bounding Boxes)، مما يُمكّن من تحقيق نتائج أفضل بطريقة نقيّة تعتمد على البيانات. تُحقّق الطريقة المقترحة نتائج رائدة في مجال كشف الأجسام ثلاثية الأبعاد من حيث متوسط الدقة عند الحد الأدنى من التداخل ([email protected]) على مجموعات بيانات ScanNet V2 (+4.5)، SUN RGB-D (+3.5)، وS3DIS (+20.5). يُمكن الوصول إلى الشفرة النموذجية والنموذج عبر الرابط: https://github.com/samsunglabs/fcaf3d.