点群レジストレーションにおける最大クリークと最大合意の関係
On Maximum Clique and Maximum Consensus Formulations in Point Cloud Registration
点群位置合わせで使われる最大クリークと最大合意の関係を理論的に解析し、両者の誤差や幾何条件、群k整合性の必要サイズを明らかにした論文。
著者: Abolfazl Babanazari, Kaveh Fathian
分類: cs.RO, cs.CV
原文アブストラクト
Maximum clique and maximum consensus are widely used formulations for robust point cloud registration in robotics. Maximum consensus seeks one transformation that aligns as many matches as possible, while maximum clique selects matches through pairwise distance tests. Maximum clique is often used as a substitute for or an approximation to maximum consensus, with empirical evidence suggesting a close relationship. However, how closely the two formulations agree is not fully understood. We study this relationship theoretically. We show that a maximum clique can have arbitrarily large alignment error and be arbitrarily larger than the maximum consensus set at any fixed positive tolerance, and derive geometric conditions that bound this error. When rotation is fixed, we derive sharp error bounds and tests that exactly characterize maximum consensus for the translation subproblem. Finally, we study group-$k$ consistency, which tests groups of $k$ matches, and determine the smallest group sizes that guarantee alignment error bounds independent of point cloud scale and geometry. These are $d+1$ for rotations and translations and $d+2$ when reflections are allowed, in dimensions $d\ge 2$. Interactive examples and proof verification using the Lean theorem prover are available at https://ariarobotics.github.io/mc-vs-mc-registration/.
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