估计神经网络的不确定性在安全关键环境中起着基本作用。在对自主驾驶的感知中，测量不确定性意味着向下游任务提供额外的校准信息，例如路径规划，可以将其用于安全导航。在这项工作中，我们提出了一种用于对象检测的新型采样的不确定性估计方法。我们称之为特定网络，它是第一个为每个输出信号提供单独的不确定性：Objectness，类，位置和大小。为实现这一点，我们提出了一种不确定性感知的热图，并利用检测器提供的相邻边界框在推理时间。我们分别评估了不同不确定性估计的检测性能和质量，也具有具有挑战性的域名样本：BDD100K和肾上腺素训练在基蒂培训。此外，我们提出了一种新的指标来评估位置和大小的不确定性。当转移到看不见的数据集时，某些基本上概括了比以前的方法和集合更好，同时是实时和提供高质量和全面的不确定性估计。

由于全景分割为输入中的每个像素提供了一个预测，因此，非标准和看不见的对象系统地导致了错误的输出。但是，在关键的环境中，针对分发样本的鲁棒性和角案件对于避免危险行为至关重要，例如忽略动物或道路上的货物丢失。由于驾驶数据集不能包含足够的数据点来正确采样基础分布的长尾巴，因此方法必须处理未知和看不见的方案才能安全部署。以前的方法是通过重新识别已经看到未标记的对象来针对此问题的一部分。在这项工作中，我们扩大了提出整体分割的范围：一项任务，以识别和将看不见的对象分为实例，而无需从未知数中学习，同时执行已知类别的全面分割。我们用U3HS解决了这个新问题，U3HS首先将未知数视为高度不确定的区域，然后将相应的实例感知嵌入到各个对象中。通过这样做，这是第一次使用未知对象进行综合分割，我们的U3HS未接受未知数据的训练，因此使对象类型的设置不受限制，并允许对整体场景理解。在两个公共数据集上进行了广泛的实验和比较，即CityScapes和作为转移的丢失和发现，证明了U3HS在挑战性的整体分段任务中的有效性，并具有竞争性的封闭式全盘分段性能。

虽然在驾驶场景中自我监督的单眼深度估计已经取得了可比性的性能，但违反了静态世界假设的行为仍然可以导致交通参与者的错误深度预测，造成潜在的安全问题。在本文中，我们呈现R4DYN，这是一种新颖的技术，用于在自我监督深度估计框架之上使用成本高效的雷达数据。特别是，我们展示如何在培训期间使用雷达，以及额外的输入，以增强推理时间的估计稳健性。由于汽车雷达很容易获得，这允许从各种现有车辆中收集培训数据。此外，通过过滤和扩展信号以使其与基于学习的方法兼容，我们地满地雷达固有问题，例如噪声和稀疏性。通过R4DYN，我们能够克服自我监督深度估计的一个主要限制，即交通参与者的预测。我们大大提高了动态物体的估计，例如汽车在挑战的NUSCENES数据集中达到37％，因此证明雷达是用于自主车辆中单眼深度估计的有价值的额外传感器。

尽管对安全机器学习的重要性，但神经网络的不确定性量化远未解决。估计神经不确定性的最先进方法通常是混合的，将参数模型与显式或隐式（基于辍学的）合并结合。我们采取另一种途径，提出一种新颖的回归任务的不确定量化方法，纯粹是非参数的。从技术上讲，它通过基于辍学的子网分布来捕获梯级不确定性。这是通过一个新目标来实现的，这使得标签分布与模型分布之间的Wasserstein距离最小化。广泛的经验分析表明，在生产更准确和稳定的不确定度估计方面，Wasserstein丢失在香草测试数据以及在分类转移的情况下表现出最先进的方法。

随着点云上的3D对象检测依赖于点之间的几何关系，非标准对象形状可以妨碍方法的检测能力。然而，在安全关键环境中，在分销外和长尾样品上的鲁棒性是对规避危险问题的基础，例如损坏或稀有汽车的误读。在这项工作中，我们通过在训练期间考虑到变形的点云来大大改善3D对象探测器的概括到域名数据。我们通过3D-VFIEL实现这一点：一种新的方法，可以通过越野时代的载体衡量物体。我们的方法将3D点限制以沿着传感器视图幻灯片幻灯片，而既不添加也不添加它们中的任何一个。所获得的载体是可转移的，独立于样的和保持形状平滑度和闭塞。通过在训练期间使用这些载体场产生的变形来增强正常样本，我们显着改善了对不同形状物体的鲁棒性，例如损坏/变形汽车，即使仅在基蒂训练。为此，我们提出并分享开源Crashd：现实损坏和稀有汽车的合成数据集，具有各种碰撞情景。在Kitti，Waymo，我们的Crashd和Sun RGB-D上进行了广泛的实验，表明了我们对室内和室外场景的域外数据，不同型号和传感器，即LIDAR和TOF相机的技术的高度普遍性。我们的crashd数据集可在https://crashd-cars.github.io上获得。

由于许多安全性系统（例如手术机器人和自动驾驶汽车）在不稳定的环境中运行，具有传感器噪声和不完整的数据，因此希望对象探测器将本地化不确定性考虑在内。但是，基于锚的对象检测的现有不确定性估计方法存在几个局限性。 1）它们对具有不同特征和尺度的异质对象性质的不确定性进行建模，例如位置（中心点）和尺度（宽度，高度），这可能很难估算。 2）它们将框偏移型为高斯分布，这与遵循Dirac Delta分布的地面真相边界框不兼容。 3）由于基于锚的方法对锚定超参数敏感，因此它们的定位不确定性也可能对选择超参数的选择高度敏感。为了应对这些局限性，我们提出了一种称为UAD的新定位不确定性估计方法，用于无锚对象检测。我们的方法捕获了均匀的四个方向（左，右，顶部，底部）的四个方向的不确定性，因此它可以判断哪个方向不确定，并在[0，1]中提供不确定性的定量值。为了实现这种不确定性估计，我们设计了一种新的不确定性损失，负功率对数可能性损失，以通过加权其IOU加权可能性损失来衡量本地化不确定性，从而减轻了模型错误指定问题。此外，我们提出了反映分类评分的估计不确定性的不确定性感知局灶性损失。可可数据集的实验结果表明，我们的方法在不牺牲计算效率的情况下显着提高了最高1.8点的FCO。

近年来，自主驾驶LIDAR数据的3D对象检测一直在迈出卓越的进展。在最先进的方法中，已经证明了将点云进行编码为鸟瞰图（BEV）是有效且有效的。与透视图不同，BEV在物体之间保留丰富的空间和距离信息;虽然在BEV中相同类型的更远物体不会较小，但它们包含稀疏点云特征。这一事实使用共享卷积神经网络削弱了BEV特征提取。为了解决这一挑战，我们提出了范围感知注意网络（RAANET），提取更强大的BEV功能并产生卓越的3D对象检测。范围感知的注意力（RAA）卷曲显着改善了近距离的特征提取。此外，我们提出了一种新的辅助损耗，用于密度估计，以进一步增强覆盖物体的Raanet的检测精度。值得注意的是，我们提出的RAA卷积轻量级，并兼容，以集成到用于BEV检测的任何CNN架构中。 Nuscenes DataSet上的广泛实验表明，我们的提出方法优于基于LIDAR的3D对象检测的最先进的方法，具有16 Hz的实时推断速度，为LITE版本为22 Hz。该代码在匿名GitHub存储库HTTPS://github.com/Anonymous0522 / ange上公开提供。

自主驾驶应用中的对象检测意味着语义对象的检测和跟踪通常是城市驾驶环境的原产，作为行人和车辆。最先进的基于深度学习的物体检测中的主要挑战之一是假阳性，其出现过于自信得分。由于安全问题，这在自动驾驶和其他关键机器人感知域中是非常不可取的。本文提出了一种通过将新的概率层引入测试中的深度对象检测网络来缓解过度自信预测问题的方法。建议的方法避免了传统的乙状结肠或Softmax预测层，其通常产生过度自信预测。证明所提出的技术在不降低真实阳性上的性能的情况下降低了误报的过度频率。通过yolov4和第二（基于LiDar的探测器）对2D-Kitti异点检测验证了该方法。该方法使得能够实现可解释的概率预测，而无需重新培训网络，因此非常实用。

对于现代自治系统来说，可靠的场景理解是必不可少的。当前基于学习的方法通常试图根据仅考虑分割质量的细分指标来最大化其性能。但是，对于系统在现实世界中的安全操作，考虑预测的不确定性也至关重要。在这项工作中，我们介绍了不确定性感知的全景分段的新任务，该任务旨在预测每个像素语义和实例分割，以及每个像素不确定性估计。我们定义了两个新颖的指标，以促进其定量分析，不确定性感知的综合质量（UPQ）和全景预期校准误差（PECE）。我们进一步提出了新型的自上而下的证据分割网络（EVPSNET），以解决此任务。我们的架构采用了一个简单而有效的概率融合模块，该模块利用了预测的不确定性。此外，我们提出了一种新的LOV \'ASZ证据损失函数，以优化使用深度证据学习概率的分割的IOU。此外，我们提供了几个强大的基线，将最新的泛型分割网络与无抽样的不确定性估计技术相结合。广泛的评估表明，我们的EVPSNET可以实现标准综合质量（PQ）的新最新技术，以及我们的不确定性倾斜度指标。

We present AVOD, an Aggregate View Object Detection network for autonomous driving scenarios. The proposed neural network architecture uses LIDAR point clouds and RGB images to generate features that are shared by two subnetworks: a region proposal network (RPN) and a second stage detector network. The proposed RPN uses a novel architecture capable of performing multimodal feature fusion on high resolution feature maps to generate reliable 3D object proposals for multiple object classes in road scenes. Using these proposals, the second stage detection network performs accurate oriented 3D bounding box regression and category classification to predict the extents, orientation, and classification of objects in 3D space. Our proposed architecture is shown to produce state of the art results on the KITTI 3D object detection benchmark [1] while running in real time with a low memory footprint, making it a suitable candidate for deployment on autonomous vehicles. Code is at: https://github.com/kujason/avod

Tracking has traditionally been the art of following interest points through space and time. This changed with the rise of powerful deep networks. Nowadays, tracking is dominated by pipelines that perform object detection followed by temporal association, also known as tracking-by-detection. We present a simultaneous detection and tracking algorithm that is simpler, faster, and more accurate than the state of the art. Our tracker, CenterTrack, applies a detection model to a pair of images and detections from the prior frame. Given this minimal input, CenterTrack localizes objects and predicts their associations with the previous frame. That's it. CenterTrack is simple, online (no peeking into the future), and real-time. It achieves 67.8% MOTA on the MOT17 challenge at 22 FPS and 89.4% MOTA on the KITTI tracking benchmark at 15 FPS, setting a new state of the art on both datasets. CenterTrack is easily extended to monocular 3D tracking by regressing additional 3D attributes. Using monocular video input, it achieves 28.3% AMOTA@0.2 on the newly released nuScenes 3D tracking benchmark, substantially outperforming the monocular baseline on this benchmark while running at 28 FPS.

深神网络的对象探测器正在不断发展，并用于多种应用程序，每个应用程序都有自己的要求集。尽管关键安全应用需要高准确性和可靠性，但低延迟任务需要资源和节能网络。不断提出了实时探测器，在高影响现实世界中是必需的，但是它们过分强调了准确性和速度的提高，而其他功能（例如多功能性，鲁棒性，资源和能源效率）则被省略。现有网络的参考基准不存在，设计新网络的标准评估指南也不存在，从而导致比较模棱两可和不一致的比较。因此，我们对广泛的数据集进行了多个实时探测器（基于锚点，关键器和变压器）的全面研究，并报告了一系列广泛指标的结果。我们还研究了变量，例如图像大小，锚固尺寸，置信阈值和架构层对整体性能的影响。我们分析了检测网络的鲁棒性，以防止分配变化，自然腐败和对抗性攻击。此外，我们提供了校准分析来评估预测的可靠性。最后，为了强调现实世界的影响，我们对自动驾驶和医疗保健应用进行了两个独特的案例研究。为了进一步衡量关键实时应用程序中网络的能力，我们报告了在Edge设备上部署检测网络后的性能。我们广泛的实证研究可以作为工业界对现有网络做出明智选择的指南。我们还希望激发研究社区的设计和评估网络的新方向，该网络着重于更大而整体的概述，以实现深远的影响。

The 1$^{\text{st}}$ Workshop on Maritime Computer Vision (MaCVi) 2023 focused on maritime computer vision for Unmanned Aerial Vehicles (UAV) and Unmanned Surface Vehicle (USV), and organized several subchallenges in this domain: (i) UAV-based Maritime Object Detection, (ii) UAV-based Maritime Object Tracking, (iii) USV-based Maritime Obstacle Segmentation and (iv) USV-based Maritime Obstacle Detection. The subchallenges were based on the SeaDronesSee and MODS benchmarks. This report summarizes the main findings of the individual subchallenges and introduces a new benchmark, called SeaDronesSee Object Detection v2, which extends the previous benchmark by including more classes and footage. We provide statistical and qualitative analyses, and assess trends in the best-performing methodologies of over 130 submissions. The methods are summarized in the appendix. The datasets, evaluation code and the leaderboard are publicly available at https://seadronessee.cs.uni-tuebingen.de/macvi.

从单个图像中识别3D中的场景和对象是计算机视觉的长期目标，该目标具有机器人技术和AR/VR的应用。对于2D识别，大型数据集和可扩展解决方案已导致前所未有的进步。在3D中，现有的基准尺寸很小，并且方法专门研究几个对象类别和特定域，例如城市驾驶场景。在2D识别的成功中，我们通过引入一个称为Omni3d的大型基准来重新审视3D对象检测的任务。 OMNI3D重新排列并结合了现有的数据集，导致234K图像与超过300万个实例和97个类别相结合。由于相机内在的差异以及场景和对象类型的丰富多样性，因此3d检测到了这种规模的检测具有挑战性。我们提出了一个称为Cube R-CNN的模型，旨在以统一的方法跨相机和场景类型概括。我们表明，Cube R-CNN在较大的Omni3D和现有基准测试方面都优于先前的作品。最后，我们证明OMNI3D是一个用于3D对象识别的功能强大的数据集，表明它可以改善单数据库性能，并可以通过预训练在新的较小数据集上加速学习。

由遮挡，信号丢失或手动注释错误引起的3D边界框的地面真相注释的固有歧义可能会使训练过程中的深3D对象检测器混淆，从而使检测准确性恶化。但是，现有方法在某种程度上忽略了此类问题，并将标签视为确定性。在本文中，我们提出了GLENET，这是一个从条件变异自动编码器改编的生成标签不确定性估计框架，以建模典型的3D对象与其潜在的潜在基边界框之间具有潜在变量的一对一关系。 Glenet产生的标签不确定性是一个插件模块，可以方便地集成到现有的深3D检测器中，以构建概率检测器并监督本地化不确定性的学习。此外，我们提出了概率探测器中的不确定性质量估计量架构，以指导对IOU分支的培训，并预测了本地化不确定性。我们将提出的方法纳入各种流行的3D检测器中，并观察到它们的性能显着提高到Waymo Open DataSet和Kitti数据集中的当前最新技术。

Figure 1: Results obtained from our single image, monocular 3D object detection network MonoDIS on a KITTI3D test image with corresponding birds-eye view, showing its ability to estimate size and orientation of objects at different scales.

部署到开放世界中，对象探测器容易出现开放式错误，训练数据集中不存在的对象类的假阳性检测。我们提出了GMM-DET，一种用于从对象探测器中提取认知不确定性的实时方法，以识别和拒绝开放式错误。 GMM-DID列达探测器以产生与特定于类高斯混合模型建模的结构化的Logit空间。在测试时间时，通过所有高斯混合模型下的低对数概率识别开放式错误。我们测试了两个常见的探测器架构，更快的R-CNN和RETINANET，跨越了三种不同的数据集，跨越机器人和计算机视觉。我们的结果表明，GMM-DET始终如一地优于识别和拒绝开放式检测的现有不确定性技术，特别是在安全关键应用程序所需的低差错率操作点。 GMM-DET保持对象检测性能，并仅引入最小的计算开销。我们还介绍一种用于将现有对象检测数据集转换为特定的开放式数据集的方法，以评估对象检测中的开放式性能。

最近出现了一系列用于估计具有单个正向通行证的深神经网络中的认知不确定性的新方法，最近已成为贝叶斯神经网络的有效替代方法。在信息性表示的前提下，这些确定性不确定性方法（DUM）在检测到分布（OOD）数据的同时在推理时添加可忽略的计算成本时实现了强大的性能。但是，目前尚不清楚dums是否经过校准，可以无缝地扩展到现实世界的应用 - 这都是其实际部署的先决条件。为此，我们首先提供了DUMS的分类法，并在连续分配转移下评估其校准。然后，我们将它们扩展到语义分割。我们发现，尽管DUMS尺度到现实的视觉任务并在OOD检测方面表现良好，但当前方法的实用性受到分配变化下的校准不良而破坏的。

人发现是在人居住环境中导航的移动机器人的至关重要任务。激光雷达传感器在此任务中很有希望，这要归功于其准确的深度测量和较大的视野。存在两种类型的LIDAR传感器：扫描单个平面的2D LIDAR传感器和3D激光雷达传感器，它们扫描多个平面，从而形成体积。他们如何比较人检测任务？为了回答这一点，我们使用公共大规模的Jackrabbot数据集以及最先进的2D和3D激光雷达的人检测器（分别是DR-SPAAM和CenterPoint）进行了一系列实验。我们的实验包括多个方面，从基本性能和速度比较到对距离和场景混乱的本地化精度和鲁棒性的更详细分析。这些实验的见解突出了2D和3D激光雷达传感器的优势和劣势作为人检测的来源，并且对于设计将与周围人类密切运行的移动机器人特别有价值（例如，服务或社交机器人）。

Single-frame InfraRed Small Target (SIRST) detection has been a challenging task due to a lack of inherent characteristics, imprecise bounding box regression, a scarcity of real-world datasets, and sensitive localization evaluation. In this paper, we propose a comprehensive solution to these challenges. First, we find that the existing anchor-free label assignment method is prone to mislabeling small targets as background, leading to their omission by detectors. To overcome this issue, we propose an all-scale pseudo-box-based label assignment scheme that relaxes the constraints on scale and decouples the spatial assignment from the size of the ground-truth target. Second, motivated by the structured prior of feature pyramids, we introduce the one-stage cascade refinement network (OSCAR), which uses the high-level head as soft proposals for the low-level refinement head. This allows OSCAR to process the same target in a cascade coarse-to-fine manner. Finally, we present a new research benchmark for infrared small target detection, consisting of the SIRST-V2 dataset of real-world, high-resolution single-frame targets, the normalized contrast evaluation metric, and the DeepInfrared toolkit for detection. We conduct extensive ablation studies to evaluate the components of OSCAR and compare its performance to state-of-the-art model-driven and data-driven methods on the SIRST-V2 benchmark. Our results demonstrate that a top-down cascade refinement framework can improve the accuracy of infrared small target detection without sacrificing efficiency. The DeepInfrared toolkit, dataset, and trained models are available at https://github.com/YimianDai/open-deepinfrared to advance further research in this field.