自我监督的单眼深度预测提供了一种经济有效的解决方案，以获得每个像素的3D位置。然而，现有方法通常会导致不满意的准确性，这对于自治机器人至关重要。在本文中，我们提出了一种新的两级网络，通过利用低成本稀疏（例如4梁）LIDAR来推进自我监督单眼密集深度学习。与使用稀疏激光雷达的现有方法不同，主要以耗时的迭代后处理，我们的模型保留单眼图像特征和稀疏的LIDAR功能，以预测初始深度图。然后，有效的前馈细化网络进一步设计为校正伪3D空间中这些初始深度图中的错误，其具有实时性能。广泛的实验表明，我们所提出的模型显着优于所有最先进的自我监控方法，以及基于稀疏的激光器的方法，以及对自我监督单眼深度预测和完成任务。通过精确的密集深度预测，我们的模型优于基于最先进的稀疏激光雷达的方法（伪LIDAR ++）在Kitti排行榜上下游任务单眼3D对象检测超过68％。代码可在https://github.com/autoailab/fusiondepth获得

常规的自我监督单眼深度预测方法基于静态环境假设，这导致由于对象运动引入的不匹配和遮挡问题而导致动态场景的准确性降解。现有的以动态对象为中心的方法仅部分解决了训练损失级别的不匹配问题。在本文中，我们因此提出了一种新型的多帧单眼预测方法，以在预测和监督损失水平上解决这些问题。我们的方法称为DynamicDepth，是一个新框架，该框架是通过自我监督周期一致的学习方案训练的。提出了动态对象运动解开（DOMD）模块以解开对象运动以解决不匹配问题。此外，新颖的闭塞成本量和重新投射损失旨在减轻对象运动的闭塞作用。对CityScapes和Kitti数据集进行的广泛分析和实验表明，我们的方法显着优于最先进的单眼深度预测方法，尤其是在动态对象的领域。代码可从https://github.com/autoailab/dynamicdepth获得

由于其在自主驾驶中的应用，因此基于单眼图像的3D感知已成为一个活跃的研究领域。与基于激光雷达的技术相比，单眼3D感知（包括检测和跟踪）的方法通常会产生较低的性能。通过系统的分析，我们确定了每个对象深度估计精度是界限性能的主要因素。在这种观察过程中，我们提出了一种多级融合方法，该方法将不同的表示（RGB和伪LIDAR）和跨多个对象（Tracklets）的时间信息结合在一起，以增强对目标深度估计。我们提出的融合方法实现了Waymo打开数据集，KITTI检测数据集和Kitti MOT数据集的每个对象深度估计的最新性能。我们进一步证明，通过简单地用融合增强的深度替换估计的深度，我们可以在单眼3D感知任务（包括检测和跟踪）方面取得重大改进。

自我监督的学习已经为单眼深度估计显示出非常有希望的结果。场景结构和本地细节都是高质量深度估计的重要线索。最近的作品遭受了场景结构的明确建模，并正确处理细节信息，这导致了预测结果中的性能瓶颈和模糊人工制品。在本文中，我们提出了具有两个有效贡献的通道 - 明智的深度估计网络（Cadepth-Net）：1）结构感知模块采用自我关注机制来捕获远程依赖性并聚合在信道中的识别特征尺寸，明确增强了场景结构的感知，获得了更好的场景理解和丰富的特征表示。 2）细节强调模块重新校准通道 - 方向特征映射，并选择性地强调信息性功能，旨在更有效地突出至关重要的本地细节信息和熔断器不同的级别功能，从而更精确，更锐化深度预测。此外，广泛的实验验证了我们方法的有效性，并表明我们的模型在基蒂基准和Make3D数据集中实现了最先进的结果。

深度完成旨在预测从深度传感器（例如Lidars）中捕获的极稀疏图的密集像素深度。它在各种应用中起着至关重要的作用，例如自动驾驶，3D重建，增强现实和机器人导航。基于深度学习的解决方案已经证明了这项任务的最新成功。在本文中，我们首次提供了全面的文献综述，可帮助读者更好地掌握研究趋势并清楚地了解当前的进步。我们通过通过对现有方法进行分类的新型分类法提出建议，研究网络体系结构，损失功能，基准数据集和学习策略的设计方面的相关研究。此外，我们在包括室内和室外数据集（包括室内和室外数据集）上进行了三个广泛使用基准测试的模型性能进行定量比较。最后，我们讨论了先前作品的挑战，并为读者提供一些有关未来研究方向的见解。

我们介绍了MGNET，这是一个多任务框架，用于单眼几何场景。我们将单眼几何场景的理解定义为两个已知任务的组合：全景分割和自我监管的单眼深度估计。全景分段不仅在语义上，而且在实例的基础上捕获完整场景。自我监督的单眼深度估计使用摄像机测量模型得出的几何约束，以便从单眼视频序列中测量深度。据我们所知，我们是第一个在一个模型中提出这两个任务的组合的人。我们的模型专注于低潜伏期，以实时在单个消费级GPU上实时提供快速推断。在部署过程中，我们的模型将产生密集的3D点云，其中具有来自单个高分辨率摄像头图像的实例意识到语义标签。我们对两个流行的自动驾驶基准（即CityScapes and Kitti）评估了模型，并在其他能够实时的方法中表现出竞争性能。源代码可从https://github.com/markusschoen/mgnet获得。

3D object detection is an essential task in autonomous driving. Recent techniques excel with highly accurate detection rates, provided the 3D input data is obtained from precise but expensive LiDAR technology. Approaches based on cheaper monocular or stereo imagery data have, until now, resulted in drastically lower accuracies -a gap that is commonly attributed to poor image-based depth estimation. However, in this paper we argue that it is not the quality of the data but its representation that accounts for the majority of the difference. Taking the inner workings of convolutional neural networks into consideration, we propose to convert image-based depth maps to pseudo-LiDAR representations -essentially mimicking the LiDAR signal. With this representation we can apply different existing LiDAR-based detection algorithms. On the popular KITTI benchmark, our approach achieves impressive improvements over the existing state-of-the-art in image-based performance -raising the detection accuracy of objects within the 30m range from the previous state-of-the-art of 22% to an unprecedented 74%. At the time of submission our algorithm holds the highest entry on the KITTI 3D object detection leaderboard for stereo-image-based approaches. Our code is publicly available at https: //github.com/mileyan/pseudo_lidar.

尽管现有的单眼深度估计方法取得了长足的进步，但由于网络的建模能力有限和规模歧义问题，预测单个图像的准确绝对深度图仍然具有挑战性。在本文中，我们介绍了一个完全视觉上的基于注意力的深度（Vadepth）网络，在该网络中，将空间注意力和通道注意都应用于所有阶段。通过在远距离沿空间和通道维度沿空间和通道维度的特征的依赖关系连续提取，Vadepth网络可以有效地保留重要的细节并抑制干扰特征，以更好地感知场景结构，以获得更准确的深度估计。此外，我们利用几何先验来形成规模约束，以进行比例感知模型培训。具体而言，我们使用摄像机和由地面点拟合的平面之间的距离构建了一种新颖的规模感知损失，该平面与图像底部中间的矩形区域的像素相对应。 Kitti数据集的实验结果表明，该体系结构达到了最新性能，我们的方法可以直接输出绝对深度而无需后处理。此外，我们在Seasondepth数据集上的实验还证明了我们模型对多个看不见的环境的鲁棒性。

对于单眼深度估计，获取真实数据的地面真相并不容易，因此通常使用监督的合成数据采用域适应方法。但是，由于缺乏实际数据的监督，这仍然可能会导致较大的域间隙。在本文中，我们通过从真实数据中生成可靠的伪基础真理来开发一个域适应框架，以提供直接的监督。具体而言，我们提出了两种用于伪标记的机制：1）通过测量图像具有相同内容但不同样式的深度预测的一致性，通过测量深度预测的一致性； 2）通过点云完成网络的3D感知伪标记，该网络学会完成3D空间中的深度值，从而在场景中提供更多的结构信息，以完善并生成更可靠的伪标签。在实验中，我们表明我们的伪标记方法改善了各种环境中的深度估计，包括在训练过程中使用立体声对。此外，该提出的方法对现实世界数据集中的几种最新无监督域的适应方法表现出色。

作为许多自主驾驶和机器人活动的基本组成部分，如自我运动估计，障碍避免和场景理解，单眼深度估计（MDE）引起了计算机视觉和机器人社区的极大关注。在过去的几十年中，已经开发了大量方法。然而，据我们所知，对MDE没有全面调查。本文旨在通过审查1970年至2021年之间发布的197个相关条款来弥补这一差距。特别是，我们为涵盖各种方法的MDE提供了全面的调查，介绍了流行的绩效评估指标并汇总公开的数据集。我们还总结了一些代表方法的可用开源实现，并比较了他们的表演。此外，我们在一些重要的机器人任务中审查了MDE的应用。最后，我们通过展示一些有希望的未来研究方向来结束本文。预计本调查有助于读者浏览该研究领域。

Per-pixel ground-truth depth data is challenging to acquire at scale. To overcome this limitation, self-supervised learning has emerged as a promising alternative for training models to perform monocular depth estimation. In this paper, we propose a set of improvements, which together result in both quantitatively and qualitatively improved depth maps compared to competing self-supervised methods.Research on self-supervised monocular training usually explores increasingly complex architectures, loss functions, and image formation models, all of which have recently helped to close the gap with fully-supervised methods. We show that a surprisingly simple model, and associated design choices, lead to superior predictions. In particular, we propose (i) a minimum reprojection loss, designed to robustly handle occlusions, (ii) a full-resolution multi-scale sampling method that reduces visual artifacts, and (iii) an auto-masking loss to ignore training pixels that violate camera motion assumptions. We demonstrate the effectiveness of each component in isolation, and show high quality, state-of-the-art results on the KITTI benchmark.

尽管在过去几年中取得了重大进展，但使用单眼图像进行深度估计仍然存在挑战。首先，训练度量深度预测模型的训练是不算气的，该预测模型可以很好地推广到主要由于训练数据有限的不同场景。因此，研究人员建立了大规模的相对深度数据集，这些数据集更容易收集。但是，由于使用相对深度数据训练引起的深度转移，现有的相对深度估计模型通常无法恢复准确的3D场景形状。我们在此处解决此问题，并尝试通过对大规模相对深度数据进行训练并估算深度转移来估计现场形状。为此，我们提出了一个两阶段的框架，该框架首先将深度预测到未知量表并从单眼图像转移，然后利用3D点云数据来预测深度​​移位和相机的焦距，使我们能够恢复恢复3D场景形状。由于两个模块是单独训练的，因此我们不需要严格配对的培训数据。此外，我们提出了图像级的归一化回归损失和基于正常的几何损失，以通过相对深度注释来改善训练。我们在九个看不见的数据集上测试我们的深度模型，并在零拍摄评估上实现最先进的性能。代码可用：https：//git.io/depth

In this paper we propose to exploit multiple related tasks for accurate multi-sensor 3D object detection. Towards this goal we present an end-to-end learnable architecture that reasons about 2D and 3D object detection as well as ground estimation and depth completion. Our experiments show that all these tasks are complementary and help the network learn better representations by fusing information at various levels. Importantly, our approach leads the KITTI benchmark on 2D, 3D and bird's eye view object detection, while being real-time. * Equal contribution.† Work done as part of Uber AI Residency program.

在接受高质量的地面真相（如LiDAR数据）培训时，监督的学习深度估计方法可以实现良好的性能。但是，LIDAR只能生成稀疏的3D地图，从而导致信息丢失。每个像素获得高质量的地面深度数据很难获取。为了克服这一限制，我们提出了一种新颖的方法，将有前途的平面和视差几何管道与深度信息与U-NET监督学习网络相结合的结构信息结合在一起，与现有的基于流行的学习方法相比，这会导致定量和定性的改进。特别是，该模型在两个大规模且具有挑战性的数据集上进行了评估：Kitti Vision Benchmark和CityScapes数据集，并在相对错误方面取得了最佳性能。与纯深度监督模型相比，我们的模型在薄物体和边缘的深度预测上具有令人印象深刻的性能，并且与结构预测基线相比，我们的模型的性能更加强大。

已经尝试通过融合立体声摄像机图像和激光镜传感器数据或使用LIDAR进行预训练，而仅用于测试的单眼图像来检测3D对象，但是由于精确度较低而仅尝试使用单眼图像序列的尝试较少。另外，当仅使用单眼图像的深度预测时，只能预测尺度不一致的深度，这就是研究人员不愿单独使用单眼图像的原因。因此，我们提出了一种通过仅使用单眼图像序列来预测绝对深度和检测3D对象的方法，通过启用检测网络和深度预测网络的端到端学习。结果，所提出的方法超过了Kitti 3D数据集中性能的其他现有方法。即使在训练期间一起使用单眼图像和3D激光雷达以提高性能，与使用相同输入的其他方法相比，我们的展览也是最佳性能。此外，端到端学习不仅可以改善深度预测性能，而且还可以实现绝对深度预测，因为我们的网络利用了这样一个事实，即3D对象（例如汽车）的大小由大约大小确定。

由于可靠的3D空间信息，LIDAR传感器广泛用于自动驾驶。然而，LIDAR的数据稀疏，LIDAR的频率低于相机的频率。为了在空间和时间上生成密集点云，我们提出了第一个将来的伪激光框架预测网络。鉴于连续稀疏深度图和RGB图像，我们首先根据动态运动信息粗略地预测未来的密集深度图。为了消除光流量估计的误差，提出了帧间聚合模块，以使具有自适应权重的翘曲深度图熔断。然后，我们使用静态上下文信息优化预测的密集深度图。通过将预测的密集深度图转换为相应的3D点云，可以获得未来的伪激光镜帧。实验结果表明，我们的方法优于流行基准基准的现有解决方案。

由于LIDAR传感器捕获的精确深度信息缺乏准确的深度信息，单眼3D对象检测是一个关键而挑战的自主驾驶任务。在本文中，我们提出了一种立体引导的单目3D对象检测网络，称为SGM3D，其利用立体图像提取的鲁棒3D特征来增强从单眼图像中学到的特征。我们创新地研究了多粒度域适配模块（MG-DA）以利用网络的能力，以便仅基于单手套提示产生立体模拟功能。利用粗均衡特征级以及精细锚级域适配，以引导单眼分支。我们介绍了一个基于IOO匹配的对齐模块（iou-ma），用于立体声和单眼域之间的对象级域适应，以减轻先前阶段中的不匹配。我们对最具挑战性的基蒂和Lyft数据集进行了广泛的实验，并实现了新的最先进的性能。此外，我们的方法可以集成到许多其他单眼的方法中以提高性能而不引入任何额外的计算成本。

Determining accurate bird's eye view (BEV) positions of objects and tracks in a scene is vital for various perception tasks including object interactions mapping, scenario extraction etc., however, the level of supervision required to accomplish that is extremely challenging to procure. We propose a light-weight, weakly supervised method to estimate 3D position of objects by jointly learning to regress the 2D object detections and scene's depth prediction in a single feed-forward pass of a network. Our proposed method extends a center-point based single-shot object detector \cite{zhou2019objects}, and introduces a novel object representation where each object is modeled as a BEV point spatio-temporally, without the need of any 3D or BEV annotations for training and LiDAR data at query time. The approach leverages readily available 2D object supervision along with LiDAR point clouds (used only during training) to jointly train a single network, that learns to predict 2D object detection alongside the whole scene's depth, to spatio-temporally model object tracks as points in BEV. The proposed method is computationally over $\sim$10x efficient compared to recent SOTA approaches [1, 38] while achieving comparable accuracies on KITTI tracking benchmark.

Self-supervised monocular depth estimation has shown impressive results in static scenes. It relies on the multi-view consistency assumption for training networks, however, that is violated in dynamic object regions and occlusions. Consequently, existing methods show poor accuracy in dynamic scenes, and the estimated depth map is blurred at object boundaries because they are usually occluded in other training views. In this paper, we propose SC-DepthV3 for addressing the challenges. Specifically, we introduce an external pretrained monocular depth estimation model for generating single-image depth prior, namely pseudo-depth, based on which we propose novel losses to boost self-supervised training. As a result, our model can predict sharp and accurate depth maps, even when training from monocular videos of highly-dynamic scenes. We demonstrate the significantly superior performance of our method over previous methods on six challenging datasets, and we provide detailed ablation studies for the proposed terms. Source code and data will be released at https://github.com/JiawangBian/sc_depth_pl

Our long term goal is to use image-based depth completion to quickly create 3D models from sparse point clouds, e.g. from SfM or SLAM. Much progress has been made in depth completion. However, most current works assume well distributed samples of known depth, e.g. Lidar or random uniform sampling, and perform poorly on uneven samples, such as from keypoints, due to the large unsampled regions. To address this problem, we extend CSPN with multiscale prediction and a dilated kernel, leading to much better completion of keypoint-sampled depth. We also show that a model trained on NYUv2 creates surprisingly good point clouds on ETH3D by completing sparse SfM points.