Reconstruction à partir de la vue du haut : une approche de détection de lignes 3D fondée sur une priorité de structure géométrique

Dans cet article, nous proposons une approche avancée pour résoudre le problème de la détection 3D de lignes à partir d'une seule vue en exploitant la structure géométrique inhérente au processus de reconstruction 2D vers 3D. Inspirés par des méthodes antérieures, nous analysons d'abord les heuristiques géométriques entre une ligne 3D et sa représentation 2D sur le sol, puis proposons d'appliquer une supervision explicite basée sur des connaissances a priori de structure. Cette approche permet de construire efficacement des relations inter-lignes et intra-lignes, facilitant ainsi la reconstruction des lignes 3D de manière locale à globale. Ensuite, afin de réduire la perte de structure dans la représentation 2D des lignes, nous extrayons directement les informations de vue de dessus à partir des images de vue avant, ce qui atténue considérablement l’ambiguïté des caractéristiques des lignes éloignées présente dans les méthodes précédentes. Par ailleurs, nous introduisons une nouvelle méthode d’augmentation de données spécifique à la tâche, en générant artificiellement de nouvelles données d’entraînement pour les deux tâches de segmentation et de reconstruction dans notre chaîne de traitement, afin de compenser la distribution déséquilibrée des poses de caméra et des pentes du sol, améliorant ainsi la généralisation sur des données inédites. Ce travail constitue la première tentative d’intégration d’informations a priori géométriques dans les méthodes de détection 3D de lignes basées sur les réseaux de neurones profonds, rendant possible la détection de lignes sur des distances exceptionnellement longues, doublant ainsi la portée initiale de détection. La méthode proposée peut être facilement intégrée à d'autres architectures sans coût supplémentaire. Les résultats expérimentaux montrent que notre approche surpasser les méthodes de pointe de 3,8 % en F-Score sur le jeu de données synthétisé Apollo 3D, à une vitesse en temps réel de 82 FPS, sans introduire de paramètres supplémentaires.