7
Learning environmental features for pose estimation R. Sim * , G. Dudek Centre for Intelligent Machines, McGill University, 3480 University Street, Montreal, Canada H3A 2A7 Accepted 10 December 2000 Abstract We present a method for learning a set of environmental features which are useful for pose estimation. The landmark learning mechanism is designed to be applicable to a wide range of environments, and generalized for different sensing modalities. In the context of computer vision, each landmark is detected as a local extremum of a measure of distinctiveness and represented by an appearance-based encoding which is exploited for matching. The set of obtained landmarks can be parameterized and then evaluated in terms of their utility for the task at hand. The method is used to motivate a general approach to task-oriented sensor fusion. We present experimental evidence that demonstrates the utility of the method. q 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. Keywords: Environmental features; Pose estimation; Landmark detection 1. Introduction In this paper, we develop an approach to sensor-based robot localization by learning a set of recognizable features in the robot's environment. In particular, we consider the problem of learning a set of image-domain landmarks from a set of different views of a scene. No a priori assumptions are made about the scene, but rather the landmarks are initi- ally obtained as the maximal responses to a local measure of distinctiveness in the image. In this sense we take an approach that mimics the process of visual attention. This paper extends previous work [7,8] by considering the problem of landmark detection and matching in greater detail, and by approaching the problem from the perspective of computing an optimal estimate from multiple sources of input. Our method is based on three main ideas: 1. Using an attention-like model to ef®ciently detect recog- nizable characteristics of the environment. 2. Using linear subspace methods to recognize features, interpolate between them, and reconstruct incomplete data. 3. Using an optimal estimator to combine pose estimates from different sources, even in a single view. We will elaborate on each of these ideas throughout the paper. 1.1. Outline Section 2 presents a discussion of related work on the problem of pose estimation. Section 3 presents an overview of the method. The approach that we take towards landmark detection is discussed in Section 4. Section 5 presents our method for matching candidate landmarks observed from different views and Section 6 presents an approach for deter- mining landmark utility and an application of the method to the problem of pose estimation. A consideration of a more general application of the work to the problem of sensor fusion is also presented. Section 7 provides some experi- mental results. The paper concludes in Section 8 with a discussion of the results. 2. Previous work In this section, we consider previous work on the problem of landmark detection in the context of pose estimation techniques. Many early solutions to the pose estimation problem assume that the problem of landmark detection, and some- times even recognition is easily solved [10,11]. In practice, however, it is often dif®cult to reliably extract unique land- marks from sensor data. Several methods rely on domain- dependent features or strict assumptions about the sensor. One example of such an approach includes vertical line detection as employed by Krotkov [3]. A number of authors have developed methods which avoid the use of explicit image features, but rather de®ne Image and Vision Computing 19 2001) 733±739 0262-8856/01/$ - see front matter q 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. PII: S0262-885600)00109-8 www.elsevier.com/locate/imavis * Corresponding author. E-mail address: [email protected] R. Sim).

Learning environmental features for pose estimation

  • Upload
    r-sim

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Learning environmental features for pose estimation

�������� ����������� ������� � ��� ��������

�� ���� �� �����

������ ��� �������� � ������ ��� ��������� ���� �������� ������� ������ � � � � ��� ���

�������� �� ������� ����

��������

� ������� � ��!� � �������� � ��� ����������� ������� "!��! ��� ��� �� � ��� ��������� #!� ������� �������� ��!����

�� �������� � �� ���������� � � "��� ����� ����������� ��� ��������$�� � �� ����� ������� ��������� %� �!� ����&� ������

������ ���! ������� �� �������� �� � ���� �&���� � ������ ��������������� ��� ����������� �' �� ����������(����� �������

"!��! �� �&������ � ���!���� #!� ��� ������� �������� ��� �� ���������$�� ��� �!�� ��������� �� ���� �!��� ������' � �!� ���� ��

!���� #!� ��!� �� ���� � ������ � ������� ������! � ����(������� ����� ����� � ������� �&��������� �������� �!�� ����������

�!� ������' �!� ��!�� � ���� )������� ������� *�+� ��� ���!�� ���������

��!����, )���������� �������- .�� ��������- ������� ��������

� ���� ������

%� �!�� ������ "� ������ �� ������! � �����(�����

��� �����$���� �' �������� � ��� ������$���� �������

�� �!� ���/� ���������� %� ����������� "� ������� �!�

����� �������� � ��� ����(���� ��" �#� �

� ��� �� ����� ���"� � ������ 0 � ����� ���������

��� ��� ���� �!� ������ ��� ���!�� �!� �������� ��� �����(

���' ������� �� �!� �&��� �������� � � ���� ������

��������������� �� �!� ����� %� �!�� ����� "� ���� ��

������! �!�� ���� �!� ������ ������ ��������� #!��

����� �&����� ������� "�� 12�34 �' ���������� �!�

����� ������� �������� ��� ���!��� �� �������

������� ��� �' ������!��� �!� ����� � �!� �����������

������� �� ����� ������� � ������� ������

������

5�� ��!� �� ����� � �!��� ��� �����,

�� 6���� �� ��������(���� ��� � � 7������' ������ ����(

��$���� �!������������� �!� ����������

�� 6���� ������ �������� ��!�� � ������$� ��������

���������� ���"��� �!�� ��� ���������� ��������

�����

8� 6���� �� ����� ������� � ����� ��� ��������

� �� ����� ������� ���� �� � ������ ���"�

� "��� �������� � ���! �!��� ����� �!���!�� �!�

������

$%$% &'���

������ � �������� � ��������� ������� "�� � �!�

����� ��� ��������� ������ 8 �������� �� ������"

�!� ��!�� #!� ������! �!�� "� ���� �"���� �������

�������� �� ��������� �� ������ 9� ������ : �������� ��

��!� � ���!��� ��������� �������� ������� �

�� ����� ���"� ��� ������ ; �������� �� ������! � �����(

����� ������� ������' ��� �� ���������� �!� ��!� �

�!� ����� ��� ��������� � ����������� � ��

������� ���������� �!� "�� � �!� ����� �����

���� �� ��� ���������� ������ 2 ������� �� �&����(

����� �������� #!� ����� �������� �� ������ 3 "��! �

��������� �!� ��������

� �������� ����

%� �!�� ������� "� ������� ������� "�� � �!� �����

������� �������� �� �!� ����&� ��� ��������

���!��<����

=��' ����' ������� � �!� ��� �������� �����

����� �!�� �!� ����� ������� ��������� ��� ��(

���� ���� ��������� �� �����' ����� 1�����4� %� ���������

!"����� �� �� ��� �� 7���� � �������' �&����� ���<�� ����(

���� � ����� ����� ������� ��!�� ���' � ����(

��������� ������� � ������ ��������� ���� �!� ������

5�� �&���� ���! �� ������! �������� �������� ����

�������� �� ���'�� �' >���� 184�

� ����� ���!�� !��� �������� ��!�� "!��!

���� �!� ��� �&������ ���� �������� ��� ���!�� ��7��

%��� ��� +���� ?������ �@ A����B 288C28@

��;�(33:;D��DE ( ��� ��� ����� � ���� )������� ������� *�+� ��� ���!�� ���������

.%%, ���;�(33:;A��B����@(3

"""�����������D�����D�����

� ?���������� ���!��

()" ������* ����F����������� A�� ��B�

Page 2: Learning environmental features for pose estimation

������� �������� �� �!� ������ �������� � ������

���"�� 1����4� � �!���! ������ ������������ ���!��<����

���! �� ��������� ������� ����'��� A.?�B 194� %� !�� ���

���� ���� �!�� ����� ���������� ������������ ����

������' ��� �� ������� � ������ ����������� � ��������

���� 1;4� !��� �!��� ���!��<��� !��� ���������� ��

������� � �!� ��� �������� ��� �G��� ���������

������� �!� ������ ������� ��� ��� �� 7���� � �����(

����� H���!����� �!��� ��!�� ��� ������' ����� �

����� �!������������� �!� ���� ��� !���� �!�' ���� �

��� �� �!� �������� ��������

5�� ������! ������� � ����� �!��� �� 7������� �'

������� ��' ����(��������� ��������� ���������

�!� ����� ����� ��� �' �&������� ����� ���!�� �!�� ������

���� ����������

� �������� �� ��� �����

%� �!�� ������ "� ������� �� ������" �� ������! �

�����(����� ��� ��������� %� �!�� ����&�� �!� ��!�

������� �" �������� �!����- �� �������� (���� � ����

� �+,�� ��� �!���� ��� �� �(���� ��� �������� �!����

%� �!� ������� (���� �!��� � ��� �������� �� �&�������

� ���� ���� ��� ������ � ����� ���������� #!�

������� ������ �!��"��� ��"� �� �� �#�� ��" �#��� ���

������ ����� � ��������� ������� �������������

������ ������� �������� "!��! �� ����� �&������ �

�!��������$��� �!� ������� �� � ������ ����� ���(

���� #!� �(���� �!���� "!��! �� ���'�� "!������ �!�

��� �!� ����� �� ��<������ ������� ��������� ���

������ '��� �������� � �!� ������� ���"� ��� �!����'

������� � ��� ������� � �!� ������� �!��������$�(

���� �!� ��������� #!� ��!� �� �������� �� H���� �

��� � ��� ��������� ���"�

� &��)�� � ���� ,� ��% -.�% $/*

���� %���� ��� �������� ������� � ����� ���� ��

�!� ����������

���� 0 ��" �# � ��� ��� ��� �&������� � ���! ����

����� � ��� ������ ���������

��8� 1� �#�� ��" �#� ��� �&������� �� �������' ������

���� ��������� �������� ��� �!� ��7�������

������

��9� #!� ������� �������� ��� ���������$�� � �!�

����� ������ ������� ������� A � �&�����

������ �� �!� ����� ��� ��������' �����������B� ���

�!�� ������� �� ���� �!��� � ����� ������' �

��� ���������

��:� #!� ��� ������� �������� �� ����� � �����

����������

� &�)�� ,��� ���" ��� -.�% �/*

���� !�� � ������ ������� �� ��<������ � ������ ����

�� ��<����� � �!� ������

���� ?�������� �������� ��� �&������� � �!� �����

���� ����� �!� ��� ��� ������ ��������

���� �� �!� (���� �!����

��8� #!� ��������� �������� ��� ���!�� � �!� �������

�������� ������� �� �!� (���� �!����

��9� � ������ ������� �� ������� ����� �!� ������

������� � � �� ���!�� ��������� ��������

��:� � 7��� ������ ������� �� ������ �' ������ �!�

���������� �������� �!� ������� �����������

2% �"� �% 3'��# 4 �" �� �� 5��� ��",'��� $6 -���$/ ���7��6289

H��� �� #!� I��� �������� ��!��

H��� �� #!� ����� ��� �������� �!����

� 0�� �!�� �!��� ��� ����(���� �������� ��� �' �� ����������'

�������� � ����� ������� ������ �� �!� ������

Page 3: Learning environmental features for pose estimation

� ������ ��� �����

%� ���� � �&����� �������� �������� � �� ����� "�

���' � ����������� ������ ���� ���� ������� #!�

�G������ �� � ����� ������ ��� ������' ���������� �����

� ��� ��������� �� ���������� � � �����������

������ ������� �������' ������� ���! �� ���� ������'

� ���� �'���'� � �!� ����� � ���!�� 7�����

!��� ���������� ����� ��� ��������� �!� ����8'���

���� ������� �� � ����� �� �����' ������� � ����� �����

��������� ��� ��� �� ������� ��������' � ��������� H���!��(

��� �!� ���� ������ ����������� �!���� ������

���������� "��! �!� ������'��� ���� ��� ���! �� �����(

���� � ��������� �� �����������

# �!�� ���� "� ������ �� ��" �# �������� �� �

7���� �!�� �&������ ���� �&�� � �!� ����(������'

�� 3 �!� ����� 5�� ������ ���� ������' ��

������� �' �������� �!� ���� �� "��! � ��������

���� #!� ������� ���������� ��� �&������� ����� � �!�

�������� �!�� 3 �� �&��� ��� � ����!��!� ���!�'

�!� ��� ��$� �� �!� ������� H���!����� �!� �&�������

���������� ��� !��� ������' ������� "!��! ��� �����7(

�����' ������� �!�� �!� ��� ������ �3 3� %� �!�� ������������� ���������� ��������� ������ �!� ���� "!��!

��� �� �!� ������'� #!�� ������ !�� ���� ���'�� �'

*��<�� ��� ����� � �!� ������� �&������� ���

��������� ������������� 1�4� H��� 8 �!"� �!� �������

������� � ������� �!� ������� ������� � �� ����

������� �� �� ���� #!� �������� ��� ���������� � �!�

������� ��������' ����� ��� �!� ������ ������' ������3�

=�� ����'� � "� ��7�� 9 � J�+ � �K �� �!� ���

����� �� �!� ���� �� ��� �!� ������� ��� ��������� �� �

J��� �&+�93�+�K� �!�� ��� �!� ���� �� �!� ���� "!��� �!�������' ������ 3 �� �&���� �!�� "� ��7�� �!� ���

��������� ����� �� �!� �! �������� � ��

� � J+ � 9 � �":�������+�":� � �K ���

"!��� � �� �!� �������� �������� �!� �������� ��� ����� ��7�� 3� ��� �!� ��� �������� �� �!� �! �������� � ��

� � ��� � J��� �&+�9��

3�+�K ���

%������� !���� "!�� �&+�9��3�+� ���� ���" � �!���!��

"!��! �� ��7��� �� � � �3 � #�3� ������������ � ����(��7��� # �������� ��������� � �!� ��� ������'�

%� �� "��!"!��� � ������� �!� ��������' �!� �������

������� ����� �!����� �� ����� ���- ������� ��������' "���

���� ����� � ����� ��������� H��� 9 ���������� �!� � ����

�!�� �!����� �� ����� ��� !��� � �!� �&������� ����(

����� )��! ���� �� ����� � �� � � ���!� �� ���������

�� �� #!� �������� ������� ���������� ��� ������(

���� �� ��� �<������ 0�� �!�� �� �������� � ��

������ �� ��� �!� ������ "!����� �!��� ��� ���������

����!��' �� �!� ����� ���� %� �� ������ !"����� �!��

�!� �������� ����������' ��� ���� ������ "!��!

�' �� ��� �� � ��������� ��� ���������' � ���������

����

� �������

� !��� �������� �!� ���� �� ����(���� ����(

��� �� � ���� �&���� �� �������� ������� �� �!��

�&����� ���� ������'� � ������� ���������� �!� �����

������ "!��! "� ��� ���' � ��� ��������� "!��!

2% �"� �% 3'��# 4 �" �� �� 5��� ��",'��� $6 -���$/ ���7��6 28:

H��� 8� �������� �������� �� �� �����

H��� 9� 5����� �!� ������� ������� ����� �!����� �� ����� �������

Page 4: Learning environmental features for pose estimation

�� �������!�� �' ������� � �!��������$���� �!�

������� �� � ������ �!� �����/� ������� %� ����

� ��!���� �!�� �!��������$����� !"����� �!� ��������' ���

������� ����������' � ������� ��� �� ��������!�� �'

�������� �!� ������� ��� � ��� �����

5�� ���!��<�� � ������� �������� ������� �� ��"��

�� ���! �������� ���� �� �������� ��� ������� ����������

��� �&�������� ��� ���!�� � � �������� ��� �������

,������,�� H��� :� #!� ����'��� �!������� ��� ���������

��������' ������� ������� ����������� #!� ���

������� ���������� A���! "!��! �� �� ���������

����� � � �� ����� ���"B �!�� ���! � � ���������� ���(

�'��� ��������� �!� ����'�� ����� � ��������� � �� �#��

��" �#�

#!� ���� ������� ���!���� � ���������� ��

��!����� ����� .?�� ������ �� ����� � �� (���� ���

�� �!� ����&� ��� ��������� 19�:��84� H� �!� �������

���!���� "� ��������� � ������� �' �!� ��������

������� �!� ��������' ����������� �� �!� ����!��!�

�!� ���������� #!� �������� ����� �� ������ � �!�

��������' ������������ �!� ��� ����'��� � "!��! "�

��� ���!���� H� �&����� H��� ; �!"� � ��� �������

����'��� A��B� ��� �!� ����������� ������������ �

(��� ��" �#� ���������� � �!� ����'��� A���B�

�� �!� ������ �!� ��� ������� ����'���� ��� �!��� ��

�!� ������� ��������� �� ��7��� �' �!� ��� ��������� ����(

���� ������� �� � �������� 8������ , ����� #!� ���

�������� ���"� �� ����� �' �������� A�� �!� ����� ���(

���B � �!� ����� ������ �!� ������� ����� ��

���! ���� �� ��������� �� �!�� ����� �!� �&������� �����(

����� ��� ���!�� � �!� ����'��� ����� �!� ��"���

��!���',

�� � ������ ; �!� ����'��� �� �������� �� �!� ���

������� ������� � ���!���� #!� �������� � ��������

� ����'�� , �� ; �� �!�� "� !��� ������� �� ��������

, A�!�� ��� � ���! � ,B � � �����' ���"�

�� H� ���! ��������� �� �!� ����� ���

A�B H� ���! ����'�� ,: �� �!� ��������

A�B ��� � � ���� �����! �� �!� ����!��!� ��

�!� ���� � � ������ ���! � ,:� % � ������ ���! �

�� ���� �� �������� �� � ��������� ���! � ,:�

A�B ������ �!� ����'�� ,: � "!��! �!� ���� ���! � "�� ��� �� ���� �A�B�

A�B % �� �!� ���� ���! � ,: ��� ��� �!�� ����������

�� �!� ���� ��� ���!�� ,: "��!�� � ���������

�!���!��� ��� �� � �!� ������� ������� �����������

�' ,:� �!��"���� ������ � ��" ������� ������� "��! �� �!� ����'���

A�B % ��" ����'��� "��� ���� ������� �!� ������

�������� ������������

#!� ��� �!�� ��!� �� � ��" ������� ���� �� ��!

�� ������� �� �!� ����� ����� ���"� � �!�� � ���������

������� ��� �� ���!�� � �!� ������ ������ ��� � �����

����� �!� ������ � ������ �!� <�����' �!� ���! ��

���� �!� )�������� �������� �� �!� ��������� �������

�������� ��7��� �' �!� ����'���� #!� ���� �����! �� �!�

����!��!� �� ��� ��� �� ���� � ������ �!�

� ���� ��' ������������� �� �!� ������'��� ������� �����(

��� H��� 2 �!"� � �'����� ������� ��� A������������ ��

�!� ������ � �!� �� �� H��� 8B� )��! �!������ ����

��������� � �!� ������� �� �������� �� �!� ����

����� �� �!� ����������� ���� ������ �� ��7�������

������ ���� ������� "��! � ����������� �!������

���� �������� ������� �� �!� ��7������� �����

"!��� � ������� ��������� "�� ��� �!�� ���!��

�!� ����'���

� �� �#�� ��" �# �� �!� ��������� ������ ��������

�!�� �� ���� � �����<���� ������������ ��� ������

��������� %� �!��� �� ���� �!�� �!� ���!��� ��!�

���� � ��������� � ���������� ��������� ������

"��!�� �!� ����� "!��! ��"!�� ����&�� ��

���������� �!�� ���� �� ����� � �!� ��� �!�

������ ��� �������� �!� ���!��� ����� � �!�

��������� �!� ����

! "�� ���� ������# �� $��� ����������

5�� ��� �� � ����� � ��� �������� �� ���� � �������

����"� ��������� A�!�� ��� ����� ������B �����

���������� �!� ��������� ��� �� ����� � �!�

��� �!�� "� !��� � ������ ������� ������� 1 A���� �

��� ���������� � ������ ������� � �� �����

��"� ���"�B� ��� � ������ ��������� �!� �������

� "!��! �!� ���"��� ��������� � ��� ����"�� ��� ����� ����� �!�� "� !��� � ��!�� � ������� � ���

�������� ������ .1ALB � 1 ���! �!��

� � .1 ��� �8�

2% �"� �% 3'��# 4 �" �� �� 5��� ��",'��� $6 -���$/ ���7��628;

H��� :� #!� �������� �������

H��� ;� ������� ����'��� A��B ��� )������������ A���B� � �� ������� � �&���� �� �� �� 12�34�

Page 5: Learning environmental features for pose estimation

#!�� ��� "� ��� ��� 1 � ����� � ������ �!�� �!����(

����$�� �!� ���"��� ��������� �!� ������� �� � ������

� ������ ������ �� <�����7���� ��������� �!� ����(����� � H� �&����� "� !��� �&������ �!� ��������' ������(

����� �!� ������� ��� ��� ������ �� �!� ���� ��

������� �������� �������' ��������� "� �' �� �� ���� �

����� � �&����'� ��� ������� ����� �� ����&����� ��� %� � ������� "��� "� !��� ��������� � ��!� �������� ���! �� .1ALB �' ������� �!� ����� �<�����

������������ � ������ ����� ������������ �� �!�

��������� ������� �������� ������� �' �!� ������

������ �� 1 12�34�

� ��� ���������� �� ���������� .1ALB �� ���! � "�' �!��

"� ��� ������ �!� ������' 1 � ������� � ���

�������� #!�� �� ��!����� ����� ����� � � ��� 1�94�

?��� ��������� ������� �' ���������� ���! ��������

��������� � 1 �� �� ����� � �!� ������ .1�<��"!��! �� ������ � 1 � 1 � ��� �������� �!�

����

� � � � .1 �� �9�

��������� �!�� .1 �� ��� ��' ����� �� ����&����� �� � ��7�� �!� ������' �1 .1ALB �� �!� 7��� �" ����

�� �!� ����������� �!� ������� �����,

� �

��:�

� �

��1

�� ��1 �;�

�1 � J���K �2���7��� �� ���!� � ������������ �" �������- � �����������!� ������� � �'������� ���� ��!����� �� .1ALB� ��� �

���������� �!� ���������� � ����������� ����� �� .1ALB�

#!� ����7� ������� � �� �" ��, "!�� "� ����� �

��� ������� � � ��" ������� �������� "� ��� ��� � ������� �!� �'������� ����� ��� �!�� �������� � "��! �!�

������ �� ���� � ��������� �!� ����������' �!� ��������

0�� �!�� .1ALB� ��� !�����1 �� ������ ����' � 1� ���

!���� �� � 7&�� <������' �!�� ��� �� ������ �� �!� ��������

�!���� 0�� ��� �!�� "� ��� ������� �!�� �!� ���� ��

�������� �� ������� "!��! �' �� ��"�'� �� �!� ����� %�

������ �!�� ������!� "� ��� ������ �!� <�����' �!�

�������� ���� ��� ����� �� � ��������'� �� �� "� ����

��� � �!� �(���� ������ ��������� ����

=%$% ;��� ���" ���

.�� �������� ������� �&�������� ��������� ���!���

�!� � �!� ������� �������� ��� ���������� � ���

������� � ���! ���! ����� )<� A8B� #!� 7��� ���� �!��

������ �!� �������� � �!� �� ����� �������� �

����� � 7��� ��� �������� %� ���� � ����� �!�

��������� "� ���' �!� ������! ���� �' ���! ���

?!������ � ������� �������� "��! ��������� ����

���� 1@4� %� �!�� ��!�� �1 �� ���'�� �� �� ����

��� � 1� .��� � ������� !"����� ������ ��������

�� ��� ��� �' 7����� �!� ����� ������ ������� �%"�

��� ������� � ����� ���������� &" � �!� ���

�������� ��� �!��� ��������� ����������� #!� �� 7������

&" ��7�� �� ���������� ����� �!� ��� ������ �!�

����� "!��! �� �������� �' �!� ����� ������� �� �%"�

"��!�� "!��! ���������� ��� �� ��������� � �� �������(

���� H��� 3 ������� � ��� ������ �������� A�!� ��� ���

2% �"� �% 3'��# 4 �" �� �� 5��� ��",'��� $6 -���$/ ���7��6 282

H��� 3� � ��� 7������ �����������

#���� �

)&��������� �������

�����

% %% %%%

#������� ������ ��� �:; ���

#��� ������ �� ��� :8

#������ �������� �; �8; :8

����� ������� � A�B ��� ��� ����

� � A�B ���;2 ��83 2�:

� � A�B ���9 ��8 :��

�������' ������<���M ;�2M �@M 82�:M

H��� 2� � �'����� ������� ����

Page 6: Learning environmental features for pose estimation

������B� �!� ����� ������� A�!� �������B ��� �!��

�������� "!��! ��� ��������� ���������� � �������

A�!� ���� ������B� #!� N� /� ��������� ������� ��"!��! �������� ����� "��� �������� "!����� �!�

A�������B N&/ ���������� �!� ���� ��� �!� ����� �����

%� �������� �!� ��� ��� �������� ���� �� �� �������

� �!� ��� ����� ������ H� �&����� �� ���� �������

�������� ������� � ���� ����� � �!�� ������ �����

�������� % �� ���������� ������ ���� ��� �� ������

� �!��� �������� �!��� ������� ��� �������� ��� ��

�������� �� �!� �������� ������� ���� "��!�� ��'

��7����� � �!� ��!�� %� �!�� ������ �!� ���"��

��������� !��� ���������� � ������� ������! � �����

����� �� �!� ����������' � ������' ���! ����� ��

������ � � ����� �&������� ����� �� ���� �� ��

�������� "��! �!� ����� ��������� � ��� ����(

����� "��! "!��! � "���!� �!� ������ ������ ������

H���!����� "!��� "� !��� ��� �� �������� �!�� ���

������ ���� ��� ��������� �!� ��� ������! ���� ��

����� "��! � �� ������� ��� �����

%� �!� ��"��� ������� "� "��� ��������� �!� ������'

�!� ��!� � �!� ����� ��� ���������

' ()$��������� �������

5�� ���!��<�� !�� ���� ������ ����� � ������' �� �����

����������� %� ����������� "� !��� ������� ������� �

�!��� �� ����� ������� �!� ������� "!��! ��� ��������� ��

#���� �� %� ��� �!��� ������� �!� ��� �!� ����� ��

���������� � � ������ ��������� �� ����� �!� �����

��� ��������� � !��� ���������� � ��!� � ������(

��� �!� ��������� �!� ������ ���� "!�� �!� ��!� ��

������� �� � ������ ��������� 134�

����� % AH��� @�B �� � ���������� ��������� ��

"!��! �!� �����(����! ������ � ����� �����

� �!� ���(� ���� � �����' ��� ��� �� �������

"��! !��! �������'� #!� ����� ����� �� � �����

���������� ����� � ��� �G����� ��� ����� ���

����� �� � � ��������� ��� � �� � �' �� � ���

������ ����� %% AH��� @�B ���'� �!� ��� ��� �

� ����!��' �� ��������� ������ ��� ����� ���

�������� �� ��� � ��������� ��� � 8� � �' 8� �

��� ������ ����� %%% ���'� � ����� ����� � �

���� ��� � "!��! �!� ����� ����! ��� �!�

��� ��� �� ������� � �� �������' ���� ��: �

��� ��� #!� ����� ����� �� �!�� �������� �� H��� 8�#������� ����� ��� �������� �� �� � ��������� ���

� ��� �' ��� ��� ������ #!� �&��������� �������

� ���! ����� ��� ������� �� #���� �� )��! ����

������ �!� ����� �������� ������� �!� �����

���� ������ A�����' ������� �!� ��� �����B� �!�

����� ������� ��������� �!� ����� � ���"��� ����(

��� ������ �� �!� �������� ����� �!� ��� ���� �� ����������� �������� �� ���� � � � �!� ��� ���� �������

H�����'� �!� ���� ���� �&������� �!� <�����' ������� ��

���� �� �� � ���������� ��

H��� �� �������� �!� ��� �������� ������� � �!� ����

����� ������� � ����� %%%� ������ ������� �!��� �����(

����!� )��! N&/ ���������� �!� ������� ��������� � �!�

���� ����� � �!� ����������� N/� ������ �!�� ���!

��� ������� "�� ��������� "��!�� ��' ���� ��"�����

�!� ��� ������� �� ���!� �!� �������' �� !��!�' ����� '(

���� ?�����'� �&������� �� ����� � ������� ��������

2% �"� �% 3'��# 4 �" �� �� 5��� ��",'��� $6 -���$/ ���7��6283

H��� @� ������ % ��� %%�

H��� ��� #!� ��� ��� �������� ������� � �!� �������' ���������

�!"� �� H��� 8�

Page 7: Learning environmental features for pose estimation

�� �� �!� ���� "��! >���� 7������� ��!��� ��� ��' �����

� ����� �!� ��������

H� �!� �&������� ����� ����� %%%� �!� ��� ��<����� �

�������� � � 9�� =OP .����� %% "�� �88 � � ���������

������� �������� A��� � ��� ����B� ���� � � ���������

��� �82; � � �������� �!� ������' �!� ������� ����(

����� �������� 8;�@ � � ;� � �@ � ���� � �!� ���������

#!� ��� �������� �!��� � �!� 8� ���� ����� ��<�����

;�@ � ����� � ���8 � ��� ����� %� �!��� �� ���� �!�� �!�

�� ��� ������� ���� �!� �����$���� �!��� �� �!�

���!��� �!����

* &����������

#!�� ����� !�� ��������� � ��!� � � ���� � ���

�������� � � ��� ���"� �!� ��������� �� ���� �

����� �������� ��� ��������� ?��������� � ��������

��� �������� �� ���� �&�� � ������ �����������(

����� ������� ���������� ��� �!�� ������ ��� �� �#��

��" �#�- ���� ���������� "!��! �������� � �!�

��� ������ ����� �!� ���������� �� ������� �

�� ����� ���"������ ������� �� ��!����� �' ���!���

�������� �������� �!� ����������� ���!��� "��! ��G���(

���� �� ������ �� �!� ���� �� ���� � ����� ���!����

� ������ .1ALB �� ������ �!�� ��� �������� ��� ����(

���� � ����� ���������� "!��! ���! �!� ������� ����(

��� 1� #!� ������' ���! .1ALB �� ������� �� ���� �

�������� �!� <�����' �!� �������� ���� ��� �!� �&������

��7����� �� �����<���� ��� ��������� 5����� ������

�������� �� ��� ��� �' ��������� ���������� ��� ���!(

��� �!� � �!� ������� ��������� )��! ���! �� ���� �

�������� � ��� ������� � �!� ����������� .1ALB� ���

�!� ��� �������� ��� ������ ����� ����� ����������� �

����� �!�� �!�� ��!� ��� �����' �� �&������ � ���������

� ������' ������� ��� ������� #!� �&��������� �������

�������� �!�� �!� ��!� ��� �� "��� � � ������' �����(

������

!��� ����� ��������� ��� ���������� �� ������� �!�� �!��

������! �&����� "��� � �!�� ����� �!�� ������ ����

��������� ���! �� ���� ����&��� ��� ����������� ��

��� <������ ������� � !" � �&���� �!�� �'�� ������!

� ������ � ����$� �!� ����� ����� ����� �!��

��� ��<������

+���������

1�4 )� *��<��� �� ������ ������� ����(����� ������� .�����(

���� �!� %))) ?� ������ � ?����� +���� ��� .������ ����(

�����( ���!� � .�������� =���� ������� Q��� �@@3�

��� ;�(2��

1�4 �� ������ ?� P!���� +����(����� ��� �����$���� "��!�� �&������

�G��� ����� .��������� �!� %))) %����������� ?� ������ �

������ ��� �������� �@@;�

184 )� >����� =���� ��� �����$���� ����� � ������ ����� .�����(

���� %))) %����������� ?� ������ � ������ ��� ��������

�@3@� ��� @23(@38�

194 ��>� 0�'��� O� =������ ���� 0���� ��������� ���������� ��� �����(

��� ������ ����������� .��������� �!� %))) %����������� ?� ��(

���� � ������ ��� �������� ��� ����� ?�� =�' �@@9�

��� 8�82(8�9;�

1:4 �� .�������� *� =�!����� #� �������� +��"(����� ��� �����

����������� � ��� ���������� .��������� �!� %))) ?� ������

� ?����� +���� ��� .������ ���������� �������� �� Q���

�@@9� %))) .����� ��� 39(@��

1;4 #� .���� #� ������ 0��"��� � ����&����� ��� ���������

.��������� �!� %))) A������� �����, 0����� 0��"��� %, #!��'

��� =������B� ��� 23� �@@�� ��� �93�(�9@2�

124 �� ��� �� ������ =���� ��� �����$���� � ������� ���������

.��������� �!� %)))D��Q ?� ������ � %���������� ���� ���

�'���� A%�5�B� +������� ?������ %))) .����� 5����� �@@3�

134 �� ��� �� ������ �������� ������ �������� � ��� ���������

.��������� �!� %))) %����������� ?� ������ � ������ ���

������� A%?��B� ������� =%� %))) .����� =�' �@@@�

1@4 ��?� ���!� .� ?!������� 5� �!� ������������� ��� ��������

������� ����������'� %����������� Q����� ������ �������! : A9B

A�@3;B :;C;3�

1��4 >� ����!���� �� ������ ������ � ��� ��������� ����� �

������ ������ ?����� +����� ����!���� ��� %��� .��������

9� A�@@3B ���C��@�

1��4 >�#� ���!������� �*� #!���� %��&��� ���������� .���������

�!� %))) A�@@8B �C2�

1��4 �� #!���� H������ �������� � ���� ��� ���������� .�����(

���� �!� %))) %����������� ?� ������ � ������ ��� ����(

���� ������� *������ =�' �@@3� ��� @:3(@;8�

1�84 =� #���� �� .�������� H��� ���������, =���� � ����������

=���� ������ %+ A0�����B A�@3@B�

1�94 �� �!��� ?��������� ����� N�!�� �����/ ��!��� ������� "!��

�!� ���� ��� ���'� ��!��� #��!��<��� � ?���� )��������

�@2@� ��� �88(�9:�

2% �"� �% 3'��# 4 �" �� �� 5��� ��",'��� $6 -���$/ ���7��6 28@