基于点云的3D单一对象跟踪（3DSOT）吸引了越来越多的注意力。已经取得了许多突破，但我们也揭示了两个严重的问题。通过广泛的分析，我们发现当前方法的预测方式是非持bust的，即暴露了预测得分和实际定位精度之间的错位差距。另一个问题是稀疏点返回将损坏SOT任务的功能匹配过程。基于这些见解，我们介绍了两个新型模块，即自适应改进预测（ARP）和目标知识转移（TKT），以解决它们。为此，我们首先设计了强大的管道来提取区分特征，并使用注意机制进行匹配程序。然后，建议通过汇总所有具有宝贵线索的预测候选人来解决未对准问题。最后，由于稀疏和遮挡问题，TKT模块旨在有效克服不完整的点云。我们称我们的整体框架PCET。通过在Kitti和Waymo Open数据集上进行广泛的实验，我们的模型可以实现最新的性能，同时保持较低的计算消耗。
translated by 谷歌翻译
在点云序列中，3D对象跟踪目的是在给定模板点云的情况下预测当前搜索点云中的对象的位置和方向。通过变压器的成功，我们提出了点跟踪变压器（PTTR），其有效地在变压器操作的帮助下以粗良好的方式预测高质量的3D跟踪结果。 PTTR由三种新颖的设计组成。 1）除了随机抽样中，我们设计关系感知采样，以保护在子采样期间给定模板的相关点。 2）此外，我们提出了一种由自我关注和跨关注模块组成的点关系变压器（PRT）。全局自我关注操作捕获远程依赖性，以便分别增强搜索区域和模板的编码点特征。随后，我们通过横向关注匹配两组点特征来生成粗略跟踪结果。 3）基于粗略跟踪结果，我们采用了一种新颖的预测细化模块来获得最终精制预测。此外，我们根据Waymo Open DataSet创建一个大型点云单个对象跟踪基准。广泛的实验表明，PTTR以准确性和效率达到优越的点云跟踪。
translated by 谷歌翻译
随着LIDAR传感器在自动驾驶中的流行率，3D对象跟踪受到了越来越多的关注。在点云序列中，3D对象跟踪旨在预测给定对象模板中连续帧中对象的位置和方向。在变压器成功的驱动下，我们提出了点跟踪变压器（PTTR），它有效地预测了高质量的3D跟踪，借助变压器操作，以粗到1的方式导致。 PTTR由三个新型设计组成。 1）我们设计的关系意识采样代替随机抽样，以在亚采样过程中保留与给定模板相关的点。 2）我们提出了一个点关系变压器，以进行有效的特征聚合和模板和搜索区域之间的特征匹配。 3）基于粗糙跟踪结果，我们采用了一个新颖的预测改进模块，通过局部特征池获得最终的完善预测。此外，以捕获对象运动的鸟眼视图（BEV）的有利特性（BEV）的良好属性，我们进一步设计了一个名为PTTR ++的更高级的框架，该框架既包含了点的视图和BEV表示）产生高质量跟踪结果的影响。 PTTR ++实质上提高了PTTR顶部的跟踪性能，并具有低计算开销。多个数据集的广泛实验表明，我们提出的方法达到了卓越的3D跟踪准确性和效率。
translated by 谷歌翻译
基于激光雷达的3D单一对象跟踪是机器人技术和自动驾驶中的一个具有挑战性的问题。当前，现有方法通常会遇到长距离对象通常具有非常稀疏或部分倾斜的点云的问题，这使得模型含糊不清。模棱两可的功能将很难找到目标对象，并最终导致不良跟踪结果。为了解决此问题，我们使用功能强大的变压器体系结构，并为基于点云的3D单一对象跟踪任务提出一个点轨转换器（PTT）模块。具体而言，PTT模块通过计算注意力重量来生成微调的注意力特征，该功能指导追踪器的重点关注目标的重要功能，并提高复杂场景中的跟踪能力。为了评估我们的PTT模块，我们将PTT嵌入主要方法中，并构建一个名为PTT-NET的新型3D SOT跟踪器。在PTT-NET中，我们分别将PTT嵌入了投票阶段和提案生成阶段。投票阶段中的PTT模块可以模拟点斑块之间的交互作用，该点贴片学习上下文依赖于上下文。同时，提案生成阶段中的PTT模块可以捕获对象和背景之间的上下文信息。我们在Kitti和Nuscenes数据集上评估了PTT-NET。实验结果证明了PTT模块的有效性和PTT-NET的优越性，PTT-NET的优势超过了基线，在CAR类别中〜10％。同时，我们的方法在稀疏场景中也具有显着的性能提高。通常，变压器和跟踪管道的组合使我们的PTT-NET能够在两个数据集上实现最先进的性能。此外，PTT-NET可以在NVIDIA 1080TI GPU上实时以40fps实时运行。我们的代码是为研究社区开源的，网址为https://github.com/shanjiayao/ptt。
translated by 谷歌翻译
当前3D单个对象跟踪方法根据目标模板和搜索区域之间的特征比较来跟踪目标。然而，由于LIDAR扫描中的常见闭塞，因此在严重的稀疏和不完全形状上进行准确的特征比较是不普遍的。在这项工作中，我们利用了第一帧中给出的地面真相边界框作为强大的提示，以增强目标对象的功能描述，以简单而有效的方式实现更准确的功能比较。特别是，我们首先提出BoxCloud，一种信息和强大的表示，以描述使用点对框的关系来描绘对象。我们进一步设计了一个有效的箱子感知功能融合模块，它利用上述BoxCloud进行可靠的功能匹配和嵌入。将提议的一般组件集成到现有型号P2B中，我们构建了一个卓越的盒子感知跟踪器（BAT）。实验证实，我们提出的BAT在基蒂和NUSCENES基准上的大幅度优于先前的最先进，在精度方面取得了15.2％的改善，同时运行速度〜20％。
translated by 谷歌翻译
基于暹罗网络的跟踪器将3D单一对象跟踪作为模板和搜索区域的点特征之间的互相关学习。由于跟踪过程中模板和搜索区域之间的外观差异很大，因此如何学习它们之间的稳健跨相关性以识别搜索区域中的潜在目标仍然是一个挑战性的问题。在本文中，我们明确使用变压器形成一个3D Siamese变压器网络，以学习模板和点云的搜索区域之间的强大互相关。具体来说，我们开发了一个暹罗点变压器网络，以了解目标的形状上下文信息。它的编码器使用自我注意力来捕获点云的非本地信息来表征对象的形状信息，而解码器则利用交叉注意来提取歧视点特征。之后，我们开发了一个迭代的粗到加密相关网络，以了解模板与搜索区域之间的稳健跨相关性。它通过交叉注意将模板与搜索区域中的潜在目标联系起来，制定了交叉功能的增强。为了进一步增强潜在目标，它采用了自我功能增强，该增强功能将自我注意力应用于特征空间的本地K-NN图来汇总目标特征。 Kitti，Nuscenes和Waymo数据集的实验表明，我们的方法在3D单一对象跟踪任务上实现了最先进的性能。
translated by 谷歌翻译
由于动态环境中LIDAR点的稀缺性，3D对象跟踪仍然是一个具有挑战性的问题。在这项工作中，我们提出了一个暹罗体素到BEV跟踪器，可以显着提高稀疏3D点云中的跟踪性能。具体地，它包括暹罗形状感知特征学习网络和体素到BEV目标本地化网络。暹罗形式感知特征学习网络可以捕获对象的3D形状信息以学习对象的辨别特征，使得可以识别来自稀疏点云中的背景的潜在目标。为此，我们首先执行模板特征嵌入以将模板的特征嵌入到电位目标中，然后生成密集的3D形状以表征潜在目标的形状信息。为了本地化跟踪目标，Voxel-to-BeV目标本地化网络以无密集的鸟瞰图（BEV）特征图，将目标的2D中心和$ Z $ -Axis中心以无锚的方式回归。具体地，我们通过MAX池沿Z $ -axis压缩了Voxelized Point云，以获得密集的BEV特征图，其中可以更有效地执行2D中心和$ Z $ -Axis中心的回归。对基蒂和NUSCENES数据集的广泛评估表明，我们的方法通过大边距显着优于当前最先进的方法。
translated by 谷歌翻译
在模板和搜索区域之间学习强大的功能匹配对于3D暹罗跟踪至关重要。暹罗功能匹配的核心是如何在模板和搜索区域之间的相应点上分配高特征相似性，以进行精确的对象本地化。在本文中，我们提出了一个新颖的点云登记驱动的暹罗跟踪框架，直觉是空间对齐相应点（通过3D注册）倾向于实现一致的特征表示。具体而言，我们的方法由两个模块组成，包括特定于特定的非局部注册模块和一个注册辅助的sindhorn模板 - 特征聚合模块。登记模块在模板和搜索区域之间的精确空间对齐中进行目标。提出了跟踪特异性的空间距离约束，以优化非局部模块中的交叉注意权重，以进行判别特征学习。然后，我们使用加权SVD来计算模板和搜索区域之间的刚性转换，并对齐它们以实现所需的空间对齐相应点。对于特征聚合模型，我们将转换模板和搜索区域之间的特征匹配作为最佳传输问题，并利用Sinkhorn优化来搜索异常型匹配匹配解决方案。同样，建造了登记辅助空间距离图，以改善无法区分的区域（例如光滑的表面）的匹配鲁棒性。最后，在获得的功能匹配地图的指导下，我们将目标信息从模板中汇总到搜索区域中以构建特定于目标的特征，然后将其馈送到一个类似中心点的检测头中以进行对象定位。关于Kitti，Nuscenes和Waymo数据集的广泛实验验证了我们提出的方法的有效性。
translated by 谷歌翻译
最近，融合了激光雷达点云和相机图像，提高了3D对象检测的性能和稳健性，因为这两种方式自然具有强烈的互补性。在本文中，我们通过引入新型级联双向融合〜（CB融合）模块和多模态一致性〜（MC）损耗来提出用于多模态3D对象检测的EPNet ++。更具体地说，所提出的CB融合模块提高点特征的丰富语义信息，以级联双向交互融合方式具有图像特征，导致更全面且辨别的特征表示。 MC损失明确保证预测分数之间的一致性，以获得更全面且可靠的置信度分数。基蒂，JRDB和Sun-RGBD数据集的实验结果展示了通过最先进的方法的EPNet ++的优越性。此外，我们强调一个关键但很容易被忽视的问题，这是探讨稀疏场景中的3D探测器的性能和鲁棒性。广泛的实验存在，EPNet ++优于现有的SOTA方法，在高稀疏点云壳中具有显着的边距，这可能是降低LIDAR传感器的昂贵成本的可用方向。代码将来会发布。
translated by 谷歌翻译
变压器一直是自然语言处理（NLP）和计算机视觉（CV）革命的核心。 NLP和CV的显着成功启发了探索变压器在点云处理中的使用。但是，变压器如何应对点云的不规则性和无序性质？变压器对于不同的3D表示（例如，基于点或体素）的合适性如何？各种3D处理任务的变压器有多大的能力？截至目前，仍然没有对这些问题的研究进行系统的调查。我们第一次为3D点云分析提供了越来越受欢迎的变压器的全面概述。我们首先介绍变压器体系结构的理论，并在2D/3D字段中审查其应用程序。然后，我们提出三种不同的分类法（即实现 - 数据表示和基于任务），它们可以从多个角度对当前的基于变压器的方法进行分类。此外，我们介绍了研究3D中自我注意机制的变异和改进的结果。为了证明变压器在点云分析中的优势，我们提供了基于各种变压器的分类，分割和对象检测方法的全面比较。最后，我们建议三个潜在的研究方向，为3D变压器的开发提供福利参考。
translated by 谷歌翻译
Recently, Transformer has achieved great success in computer vision. However, it is constrained because the spatial and temporal complexity grows quadratically with the number of large points in 3D object detection applications. Previous point-wise methods are suffering from time consumption and limited receptive fields to capture information among points. In this paper, we propose a two-stage hyperbolic cosine transformer (ChTR3D) for 3D object detection from LiDAR point clouds. The proposed ChTR3D refines proposals by applying cosh-attention in linear computation complexity to encode rich contextual relationships among points. The cosh-attention module reduces the space and time complexity of the attention operation. The traditional softmax operation is replaced by non-negative ReLU activation and hyperbolic-cosine-based operator with re-weighting mechanism. Extensive experiments on the widely used KITTI dataset demonstrate that, compared with vanilla attention, the cosh-attention significantly improves the inference speed with competitive performance. Experiment results show that, among two-stage state-of-the-art methods using point-level features, the proposed ChTR3D is the fastest one.
translated by 谷歌翻译
许多基于点的3D检测器采用点功能采样策略来提出一些分数以提高推断。这些策略通常基于固定和手工制作的规则，因此难以处理复杂的场景。与它们不同的是，我们提出了一个动态球查询（DBQ）网络，以根据输入特征自适应地选择输入点的子集，并为每个选定的点分配特征转换，并具有合适的接受场。它可以嵌入到一些最新的3D检测器中，并以端到端的方式进行训练，从而大大降低计算成本。广泛的实验表明，我们的方法可以在Kitti和Waymo数据集中将延迟降低30％-60％。具体而言，我们的检测器的推理速度分别可以在Kitti和Waymo数据集上具有可忽略的性能降解，可以达到162 fps和30 fps。
translated by 谷歌翻译
与2D对象检测不同，其中所有ROI功能来自网格像素，3D点云对象检测的ROI特征提取更加多样化。在本文中，我们首先比较和分析两个最先进模型PV-RCNN和Voxel-RCNN之间的结构和性能的差异。然后，我们发现两种模型之间的性能差距不来自点信息，而是结构信息。 Voxel特征包含更多结构信息，因为它们会进行量化而不是向下采样到点云，以便它们基本上可以包含整个点云的完整信息。体素特征中的强大结构信息使得探测器在我们的实验中具有更高的性能，即使体素功能没有准确的位置信息，也可以在我们的实验中进行更高的性能。然后，我们建议结构信息是3D对象检测的关键。基于上述结论，我们提出了一种自我关注的ROI特征提取器（SARFE），以增强从3D提案中提取的特征的结构信息。 SARFE是一种即插即用模块，可以轻松使用现有的3D探测器。我们的SARFE在Kitti DataSet和Waymo Open DataSet上进行评估。通过新引进的SARFE，我们通过在Kitti DataSet上的骑自行车者中的大型余量来提高最先进的3D探测器的性能，同时保持实时能力。
translated by 谷歌翻译
在前景点（即物体）和室外激光雷达点云中的背景点之间通常存在巨大的失衡。它阻碍了尖端的探测器专注于提供信息的区域，以产生准确的3D对象检测结果。本文提出了一个新的对象检测网络，该对象检测网络通过称为PV-RCNN ++的语义点 - 素voxel特征相互作用。与大多数现有方法不同，PV-RCNN ++探索了语义信息，以增强对象检测的质量。首先，提出了一个语义分割模块，以保留更具歧视性的前景关键。这样的模块将指导我们的PV-RCNN ++在关键区域集成了更多与对象相关的点和体素特征。然后，为了使点和体素有效相互作用，我们利用基于曼哈顿距离的体素查询来快速采样关键点周围的体素特征。与球查询相比，这种体素查询将降低从O（N）到O（K）的时间复杂性。此外，为了避免仅学习本地特征，基于注意力的残留点网模块旨在扩展接收场，以将相邻的素素特征适应到关键点中。 Kitti数据集的广泛实验表明，PV-RCNN ++达到81.60 $ \％$，40.18 $ \％$，68.21 $ \％$ \％$ 3D地图在汽车，行人和骑自行车的人方面，可以在州，甚至可以在州立骑行者，甚至更好地绩效-艺术。
translated by 谷歌翻译
在鸟眼中学习强大的表现（BEV），以进行感知任务，这是趋势和吸引行业和学术界的广泛关注。大多数自动驾驶算法的常规方法在正面或透视视图中执行检测，细分，跟踪等。随着传感器配置变得越来越复杂，从不同的传感器中集成了多源信息，并在统一视图中代表功能至关重要。 BEV感知继承了几个优势，因为代表BEV中的周围场景是直观和融合友好的。对于BEV中的代表对象，对于随后的模块，如计划和/或控制是最可取的。 BEV感知的核心问题在于（a）如何通过从透视视图到BEV来通过视图转换来重建丢失的3D信息； （b）如何在BEV网格中获取地面真理注释； （c）如何制定管道以合并来自不同来源和视图的特征； （d）如何适应和概括算法作为传感器配置在不同情况下各不相同。在这项调查中，我们回顾了有关BEV感知的最新工作，并对不同解决方案进行了深入的分析。此外，还描述了该行业的BEV方法的几种系统设计。此外，我们推出了一套完整的实用指南，以提高BEV感知任务的性能，包括相机，激光雷达和融合输入。最后，我们指出了该领域的未来研究指示。我们希望该报告能阐明社区，并鼓励对BEV感知的更多研究。我们保留一个活跃的存储库来收集最新的工作，并在https://github.com/openperceptionx/bevperception-survey-recipe上提供一包技巧的工具箱。
translated by 谷歌翻译
来自LIDAR或相机传感器的3D对象检测任务对于自动驾驶至关重要。先锋尝试多模式融合的尝试补充了稀疏的激光雷达点云，其中包括图像的丰富语义纹理信息，以额外的网络设计和开销为代价。在这项工作中，我们提出了一个名为SPNET的新型语义传递框架，以通过丰富的上下文绘画的指导来提高现有基于激光雷达的3D检测模型的性能，在推理过程中没有额外的计算成本。我们的关键设计是首先通过训练语义绘制的教师模型来利用地面真实标签中潜在的指导性语义知识，然后引导纯LIDAR网络通过不同的粒度传播模块来学习语义绘制的表示：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别： - 通过，像素的传递和实例传递。实验结果表明，所提出的SPNET可以与大多数现有的3D检测框架无缝合作，其中AP增益为1〜5％，甚至在KITTI测试基准上实现了新的最新3D检测性能。代码可在以下网址获得：https：//github.com/jb892/spnet。
translated by 谷歌翻译
基于无人机（UAV）基于无人机的视觉对象跟踪已实现了广泛的应用，并且由于其多功能性和有效性而引起了智能运输系统领域的越来越多的关注。作为深度学习革命性趋势的新兴力量，暹罗网络在基于无人机的对象跟踪中闪耀，其准确性，稳健性和速度有希望的平衡。由于开发了嵌入式处理器和深度神经网络的逐步优化，暹罗跟踪器获得了广泛的研究并实现了与无人机的初步组合。但是，由于无人机在板载计算资源和复杂的现实情况下，暹罗网络的空中跟踪仍然在许多方面都面临严重的障碍。为了进一步探索基于无人机的跟踪中暹罗网络的部署，这项工作对前沿暹罗跟踪器进行了全面的审查，以及使用典型的无人机板载处理器进行评估的详尽无人用分析。然后，进行板载测试以验证代表性暹罗跟踪器在现实世界无人机部署中的可行性和功效。此外，为了更好地促进跟踪社区的发展，这项工作分析了现有的暹罗跟踪器的局限性，并进行了以低弹片评估表示的其他实验。最后，深入讨论了基于无人机的智能运输系统的暹罗跟踪的前景。领先的暹罗跟踪器的统一框架，即代码库及其实验评估的结果，请访问https://github.com/vision4robotics/siamesetracking4uav。
translated by 谷歌翻译
Point cloud completion is a generation and estimation issue derived from the partial point clouds, which plays a vital role in the applications in 3D computer vision. The progress of deep learning (DL) has impressively improved the capability and robustness of point cloud completion. However, the quality of completed point clouds is still needed to be further enhanced to meet the practical utilization. Therefore, this work aims to conduct a comprehensive survey on various methods, including point-based, convolution-based, graph-based, and generative model-based approaches, etc. And this survey summarizes the comparisons among these methods to provoke further research insights. Besides, this review sums up the commonly used datasets and illustrates the applications of point cloud completion. Eventually, we also discussed possible research trends in this promptly expanding field.
translated by 谷歌翻译
高信心重叠的预测和准确的对应关系对于以部分到派对方式对齐成对点云至关重要。但是，重叠区域和非重叠区域之间存在固有的不确定性，这些区域一直被忽略并显着影响注册绩效。除了当前的智慧之外，我们提出了一种新颖的不确定性意识到的重叠预测网络，称为Utopic，以解决模棱两可的重叠预测问题。据我们所知，这是第一个明确引入重叠不确定性以指向云注册的人。此外，我们诱导特征提取器通过完成解码器隐式感知形状知识，并为变压器提供几何关系嵌入，以获得转换 - 不变性的几何形状感知特征表示。凭借更可靠的重叠得分和更精确的密度对应关系的优点，即使对于有限的重叠区域的输入，乌托邦也可以实现稳定而准确的注册结果。关于合成和实际基准的广泛定量和定性实验证明了我们的方法优于最先进的方法。代码可从https://github.com/zhileichen99/utopic获得。
translated by 谷歌翻译
您将如何通过一些错过来修复物理物体？您可能会想象它的原始形状从先前捕获的图像中，首先恢复其整体（全局）但粗大的形状，然后完善其本地细节。我们有动力模仿物理维修程序以解决点云完成。为此，我们提出了一个跨模式的形状转移双转化网络（称为CSDN），这是一种带有全循环参与图像的粗到精细范式，以完成优质的点云完成。 CSDN主要由“ Shape Fusion”和“ Dual-Refinect”模块组成，以应对跨模式挑战。第一个模块将固有的形状特性从单个图像传输，以指导点云缺失区域的几何形状生成，在其中，我们建议iPadain嵌入图像的全局特征和部分点云的完成。第二个模块通过调整生成点的位置来完善粗糙输出，其中本地改进单元通过图卷积利用了小说和输入点之间的几何关系，而全局约束单元则利用输入图像来微调生成的偏移。与大多数现有方法不同，CSDN不仅探讨了图像中的互补信息，而且还可以在整个粗到精细的完成过程中有效利用跨模式数据。实验结果表明，CSDN对十个跨模式基准的竞争对手表现出色。
translated by 谷歌翻译