孟偲1,李依真1,李俊博1,梅既澜1,白相志1,马江2
摘要: 立体视觉以其低成本和高可靠性等优势,成为月面巡视探测中感知三维地形的重要技术路径。近年来,基于深度学习的立体匹配方法已成为实现高精度立体视觉的主流方案。然而,受限于数据采集条件,目前缺乏面向月球表面环境的公开立体匹配数据集,这严重制约了深度学习模型在月面场景中的训练与微调,进而影响其对月面复杂地形的适应能力。针对该问题,本文提出了一种基于三维渲染的立体匹配自监督学习方法Render3D。该方法只需单目月面环拍图像输入,通过融合Neural Radiance Fields(NeRF)的精确几何重建能力与2D Gaussian Splatting(2DGS)的高保真表面渲染能力,生成高质量伪标注训练样本,指导立体匹配模型进行微调以适配月面环境。在月面仿真环境与真实物理场景上的实验表明,经Render3D自监督学习后的立体匹配模型在精度上显著优于其他对比方法。在月面场景下,本方法明显领先于现有自监督学习方法,尤其在纹理稀疏与高阴影区域等复杂环境下,其匹配误差较基线方法降低约50%,达到SOTA性能。实验结果充分证实,Render3D方法能够有效缓解月面标注数据稀缺的限制,显著提升立体匹配模型在月面环境中的鲁棒性与泛化能力。
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