基于激光雷达的3D对象检测，语义分割和全景分段通常在具有独特架构的专业网络中实现，这些网络很难相互适应。本文介绍了Lidarmultinet，这是一个基于激光雷达的多任务网络，该网络统一了这三个主要的激光感知任务。在其许多好处中，多任务网络可以通过在多个任务中分享权重和计算来降低总成本。但是，与独立组合的单任务模型相比，它通常表现不佳。拟议的Lidarmultinet旨在弥合多任务网络和多个单任务网络之间的性能差距。 Lidarmultinet的核心是一个强大的基于3D Voxel的编码器架构，具有全局上下文池（GCP）模块，从激光雷达框架中提取全局上下文特征。特定于任务的头部添加在网络之上，以执行三个激光雷达感知任务。只需添加新的任务特定的头部，可以在引入几乎没有额外成本的同时，就可以实现更多任务。还提出了第二阶段来完善第一阶段的分割并生成准确的全景分割结果。 Lidarmultinet在Waymo Open数据集和Nuscenes数据集上进行了广泛的测试，这首先证明了主要的激光雷达感知任务可以统一在单个强大的网络中，该网络是经过训练的端到端，并实现了最先进的性能。值得注意的是，Lidarmultinet在Waymo Open数据集3D语义分割挑战2022中达到了最高的MIOU和最佳准确性，对于测试集中的22个类中的大多数，仅使用LIDAR点作为输入。它还为Waymo 3D对象检测基准和三个Nuscenes基准测试的单个模型设置了新的最新模型。

该技术报告介绍了Waymo打开数据集3D语义分割挑战2022的第一名获胜解决方案。我们的网络称为Lidarmultinet，统一了单个框架中的3D语义细分，对象检测和泛型分割等主要激光镜感知任务。 Lidarmultinet的核心是一个强大的基于3D Voxel的编码器网络，具有新型的全局上下文池（GCP）模块，从激光雷达框架中提取全局上下文特征，以补充其本地功能。提出了一个可选的第二阶段，以完善第一阶段的分割或生成准确的全景分割结果。我们的解决方案达到了71.13的MIOU，对于Waymo 3D语义细分测试集的22个类中的大多数是最好的，它的表现优于官方排行榜上所有其他3D语义分段方法。我们首次证明，可以在可以端对端训练的单个强大网络中统一重大激光感知任务。

从点云的3D检测中有两条流：单级方法和两级方法。虽然前者更加计算高效，但后者通常提供更好的检测精度。通过仔细检查两级方法，我们发现如果设计，第一阶段可以产生准确的盒子回归。在这种情况下，第二阶段主要重新分配盒子，使得具有更好的本地化的盒子得到选择。从这个观察开始，我们设计了一个可以满足这些要求的单级锚定网络。该网络名为AFDETV2，通过在骨干网中包含一个自校准的卷积块，键盘辅助监控和多任务头中的IOU预测分支来扩展了先前的工作。结果，检测精度在单阶段中大大提升。为了评估我们的方法，我们在Waymo Open DataSet和Nuscenes DataSet上进行了广泛的实验。我们观察到我们的AFDETv2在这两个数据集上实现了最先进的结果，优于所有现有技术，包括单级和两级SE3D探测器。 AFDETv2在Waymo Open DataSet挑战的实时3D检测中获得了第1位的第1位，我们的模型AFDetv2基地的变体题为挑战赞助商的“最有效的模型”，呈现出卓越的计算效率。为了证明这种单级方法的一般性，我们还将其应用于两级网络的第一阶段。毫无例外，结果表明，利用加强的骨干和救护方法，不再需要第二阶段细化。

本文提出了一个统一的神经网络结构，用于联合3D对象检测和点云分段。我们利用检测和分割标签的丰富监督，而不是使用其中一个。另外，基于广泛应用于3D场景和对象理解的隐式功能，提出了基于单级对象检测器的扩展。扩展分支从对象检测模块作为输入采用最终特征映射，并产生隐式功能，为其对应的体素中心产生每个点的语义分布。我们展示了我们在NUSCENES-LIDARSEG上的结构的表现，这是一个大型户外数据集。我们的解决方案在与对象检测解决方案相比，在3D对象检测和点云分割中实现了针对现有的方法的竞争结果。通过实验验证了所提出的方法的有效弱监管语义分割的能力。

基于查询的变压器在许多图像域任务中构建长期注意力方面表现出了巨大的潜力，但是由于点云数据的压倒性大小，在基于激光雷达的3D对象检测中很少考虑。在本文中，我们提出了CenterFormer，这是一个基于中心的变压器网络，用于3D对象检测。 CenterFormer首先使用中心热图在基于标准的Voxel点云编码器之上选择中心候选者。然后，它将中心候选者的功能用作变压器中的查询嵌入。为了进一步从多个帧中汇总功能，我们通过交叉注意设计一种方法来融合功能。最后，添加回归头以预测输出中心功能表示形式上的边界框。我们的设计降低了变压器结构的收敛难度和计算复杂性。结果表明，与无锚对象检测网络的强基线相比，有了显着改善。 CenterFormer在Waymo Open数据集上实现了单个模型的最新性能，验证集的MAPH为73.7％，测试集的MAPH上有75.6％的MAPH，大大优于所有先前发布的CNN和基于变压器的方法。我们的代码可在https://github.com/tusimple/centerformer上公开获取

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。

实时和高性能3D对象检测对于自动驾驶至关重要。最近表现最佳的3D对象探测器主要依赖于基于点或基于3D Voxel的卷积，这两者在计算上均无效地部署。相比之下，基于支柱的方法仅使用2D卷积，从而消耗了较少的计算资源，但它们的检测准确性远远落后于基于体素的对应物。在本文中，通过检查基于支柱和体素的探测器之间的主要性能差距，我们开发了一个实时和高性能的柱子检测器，称为Pillarnet。提出的柱子由一个强大的编码网络组成，用于有效的支柱特征学习，用于空间语义特征融合的颈网和常用的检测头。仅使用2D卷积，Pillarnet具有可选的支柱尺寸的灵活性，并与经典的2D CNN骨架兼容，例如VGGNET和RESNET.ADITIONICLY，Pillarnet受益于我们设计的方向iOu decoupled iou Recressions you Recressions损失以及IOU Aware Pareace Predication Prediction Predictight offication Branch。大规模Nuscenes数据集和Waymo Open数据集的广泛实验结果表明，在有效性和效率方面，所提出的Pillarnet在最新的3D检测器上表现良好。源代码可在https://github.com/agent-sgs/pillarnet.git上找到。

多传感器融合对于准确可靠的自主驾驶系统至关重要。最近的方法基于点级融合：通过相机功能增强激光雷达点云。但是，摄像头投影抛弃了相机功能的语义密度，阻碍了此类方法的有效性，尤其是对于面向语义的任务（例如3D场景分割）。在本文中，我们用BevFusion打破了这个根深蒂固的惯例，这是一个有效且通用的多任务多任务融合框架。它统一了共享鸟类视图（BEV）表示空间中的多模式特征，该空间很好地保留了几何信息和语义信息。为了实现这一目标，我们通过优化的BEV池进行诊断和提高视图转换中的钥匙效率瓶颈，从而将延迟降低了40倍以上。 BevFusion从根本上是任务不合时宜的，并且无缝支持不同的3D感知任务，几乎没有建筑变化。它在Nuscenes上建立了新的最新技术，在3D对象检测上获得了1.3％的MAP和NDS，而BEV MAP分段中的MIOU高13.6％，计算成本较低1.9倍。可以在https://github.com/mit-han-lab/bevfusion上获得复制我们结果的代码。

从预期的观点（例如范围视图（RV）和Bird's-eye-view（BEV））进行了云云语义细分。不同的视图捕获了点云的不同信息，因此彼此互补。但是，最近基于投影的点云语义分割方法通常会利用一种香草后期的融合策略来预测不同观点，因此未能从表示学习过程中从几何学角度探索互补信息。在本文中，我们引入了一个几何流动网络（GFNET），以探索以融合方式对准不同视图之间的几何对应关系。具体而言，我们设计了一个新颖的几何流量模块（GFM），以双向对齐并根据端到端学习方案下的几何关系跨不同观点传播互补信息。我们对两个广泛使用的基准数据集（Semantickitti和Nuscenes）进行了广泛的实验，以证明我们的GFNET对基于项目的点云语义分割的有效性。具体而言，GFNET不仅显着提高了每个单独观点的性能，而且还可以在所有基于投影的模型中取得最新的结果。代码可在\ url {https://github.com/haibo-qiu/gfnet}中获得。

用于LIDAR点云的快速准确的Panoptic分割系统对于自主驾驶车辆来了解周围物体和场景至关重要。现有方法通常依赖于提案或聚类到分段前景实例。结果，他们努力实现实时性能。在本文中，我们提出了一种用于LIDAR点云的新型实时端到端Panoptic分段网络，称为CPSEG。特别地，CPSEG包括共享编码器，双解码器，任务感知注意模块（TAM）和无簇实例分段头。 TAM旨在强制执行这两个解码器以学习用于语义和实例嵌入的丰富的任务感知功能。此外，CPSEG包含一个新的无簇实例分割头，以根据学习嵌入的嵌入动态占据前景点。然后，它通过找到具有成对嵌入比较的连接的柱子来获取实例标签。因此，将传统的基于提议的或基于聚类的实例分段转换为对成对嵌入比较矩阵的二进制分段问题。为了帮助网络回归实例嵌入，提出了一种快速和确定的深度完成算法，以实时计算每个点云的表面法线。该方法在两个大型自主驾驶数据集中基准测试，即Semantickitti和Nuscenes。值得注意的是，广泛的实验结果表明，CPSEG在两个数据集的实时方法中实现了最先进的结果。

近年来，由于深度学习技术的发展，LiDar Point Clouds的3D对象检测取得了长足的进步。尽管基于体素或基于点的方法在3D对象检测中很受欢迎，但它们通常涉及耗时的操作，例如有关体素的3D卷积或点之间的球查询，从而使所得网络不适合时间关键应用程序。另一方面，基于2D视图的方法具有较高的计算效率，而通常比基于体素或基于点的方法获得的性能低。在这项工作中，我们提出了一个基于实时视图的单阶段3D对象检测器，即CVFNET完成此任务。为了在苛刻的效率条件下加强跨视图的学习，我们的框架提取了不同视图的特征，并以有效的渐进式方式融合了它们。我们首先提出了一个新颖的点范围特征融合模块，该模块在多个阶段深入整合点和范围视图特征。然后，当将所获得的深点视图转换为鸟类视图时，特殊的切片柱旨在很好地维护3D几何形状。为了更好地平衡样品比率，提出了一个稀疏的柱子检测头，将检测集中在非空网上。我们对流行的Kitti和Nuscenes基准进行了实验，并以准确性和速度来实现最先进的性能。

Point cloud learning has lately attracted increasing attention due to its wide applications in many areas, such as computer vision, autonomous driving, and robotics. As a dominating technique in AI, deep learning has been successfully used to solve various 2D vision problems. However, deep learning on point clouds is still in its infancy due to the unique challenges faced by the processing of point clouds with deep neural networks. Recently, deep learning on point clouds has become even thriving, with numerous methods being proposed to address different problems in this area. To stimulate future research, this paper presents a comprehensive review of recent progress in deep learning methods for point clouds. It covers three major tasks, including 3D shape classification, 3D object detection and tracking, and 3D point cloud segmentation. It also presents comparative results on several publicly available datasets, together with insightful observations and inspiring future research directions.

Panoptic现场了解和跟踪动态代理对于机器人和自动化车辆至关重要，以在城市环境中导航。由于LiDAR提供了方案的精确照明和几何描绘，使用LIDAR点云执行这些任务提供可靠的预测。然而，现有数据集缺乏城市场景类型的多样性，并且具有有限数量的动态对象实例，其阻碍了这些任务的学习以及开发方法的可信基准。在本文中，我们介绍了大规模的Panoptic Nuscenes基准数据集，它扩展了我们流行的NUSCENES DataSet，具有用于语义分割，Panoptic分段和Panoptic跟踪任务的Pock-Wise Trountruth annotations。为了便于比较，我们为我们提出的数据集提供了几个任务的强大基线。此外，我们分析了Panoptic跟踪的现有度量标准的缺点，并提出了一种解决问题的小说实例的Pat度量。我们提供详尽的实验，展示了Panoptic Nuscenes与现有数据集相比的效用，并在Nuscenes.org提供的在线评估服务器。我们认为，此扩展将加快新颖的现场了解动态城市环境的新方法研究。

由于其在各种领域的广泛应用，3D对象检测正在接受行业和学术界的增加。在本文中，我们提出了从点云的3D对象检测的基于角度基于卷曲区域的卷积神经网络（PV-RCNNS）。首先，我们提出了一种新颖的3D探测器，PV-RCNN，由两个步骤组成：Voxel-to-keyPoint场景编码和Keypoint-to-Grid ROI特征抽象。这两个步骤深入地将3D体素CNN与基于点的集合的集合进行了集成，以提取辨别特征。其次，我们提出了一个先进的框架，PV-RCNN ++，用于更高效和准确的3D对象检测。它由两个主要的改进组成：有效地生产更多代表性关键点的划分的提案中心策略，以及用于更好地聚合局部点特征的vectorpool聚合，具有更少的资源消耗。通过这两种策略，我们的PV-RCNN ++比PV-RCNN快2倍，同时还在具有150米* 150M检测范围内的大型Waymo Open DataSet上实现更好的性能。此外，我们提出的PV-RCNNS在Waymo Open DataSet和高竞争力的基蒂基准上实现最先进的3D检测性能。源代码可在https://github.com/open-mmlab/openpcdet上获得。

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。

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.

Three-dimensional objects are commonly represented as 3D boxes in a point-cloud. This representation mimics the well-studied image-based 2D bounding-box detection but comes with additional challenges. Objects in a 3D world do not follow any particular orientation, and box-based detectors have difficulties enumerating all orientations or fitting an axis-aligned bounding box to rotated objects. In this paper, we instead propose to represent, detect, and track 3D objects as points. Our framework, CenterPoint, first detects centers of objects using a keypoint detector and regresses to other attributes, including 3D size, 3D orientation, and velocity. In a second stage, it refines these estimates using additional point features on the object. In CenterPoint, 3D object tracking simplifies to greedy closest-point matching. The resulting detection and tracking algorithm is simple, efficient, and effective. CenterPoint achieved state-of-theart performance on the nuScenes benchmark for both 3D detection and tracking, with 65.5 NDS and 63.8 AMOTA for a single model. On the Waymo Open Dataset, Center-Point outperforms all previous single model methods by a large margin and ranks first among all Lidar-only submissions. The code and pretrained models are available at https://github.com/tianweiy/CenterPoint.

在这项研究中，我们提出了一个新的3D对象检测器，具有可信赖的深度估计，称为bevdepth，用于基于摄像机的鸟类视图（BEV）3D对象检测。通过对最近方法的彻底分析，我们发现没有摄像头信息的深度估计是隐式学习的，这使其成为创建以下伪点云的事实伪造深度。使用编码的内在和外在参数，BevDepth获得了明确的深度监督。进一步引入了深度校正子网络，以抵消深度地面真理中的投影引起的干扰。为了减少速度瓶颈，同时使用估计的深度将功能从图像视图投影到BEV中，还提出了快速的视频转换操作。此外，我们的bevdepth可以通过多帧的输入轻松扩展。 Bevdepth没有任何铃铛和哨子，可以在具有挑战性的Nuscenes测试套装上实现新的最新60.0％NDS，同时保持高效率。相机和激光雷达之间的性能差距首次在10％NDS之内大大降低。

We present a new two-stage 3D object detection framework, named sparse-to-dense 3D Object Detector (STD). The first stage is a bottom-up proposal generation network that uses raw point cloud as input to generate accurate proposals by seeding each point with a new spherical anchor. It achieves a high recall with less computation compared with prior works. Then, PointsPool is applied for generating proposal features by transforming their interior point features from sparse expression to compact representation, which saves even more computation time. In box prediction, which is the second stage, we implement a parallel intersection-over-union (IoU) branch to increase awareness of localization accuracy, resulting in further improved performance. We conduct experiments on KITTI dataset, and evaluate our method in terms of 3D object and Bird's Eye View (BEV) detection. Our method outperforms other stateof-the-arts by a large margin, especially on the hard set, with inference speed more than 10 FPS.

它得到了很好的认识到，从深度感知的LIDAR点云和语义富有的立体图像中融合互补信息将有利于3D对象检测。然而，探索稀疏3D点和密集2D像素之间固有的不自然相互作用并不重要。为了简化这种困难，最近的建议通常将3D点投影到2D图像平面上以对图像数据进行采样，然后聚合点处的数据。然而，这种方法往往遭受点云和RGB图像的分辨率之间的不匹配，导致次优性能。具体地，作为多模态数据聚合位置的稀疏点导致高分辨率图像的严重信息丢失，这反过来破坏了多传感器融合的有效性。在本文中，我们呈现VPFNET - 一种新的架构，可以在“虚拟”点处巧妙地对齐和聚合点云和图像数据。特别地，它们的密度位于3D点和2D像素的密度之间，虚拟点可以很好地桥接两个传感器之间的分辨率间隙，从而保持更多信息以进行处理。此外，我们还研究了可以应用于点云和RGB图像的数据增强技术，因为数据增强对迄今为止对3D对象探测器的贡献不可忽略。我们对Kitti DataSet进行了广泛的实验，与最先进的方法相比，观察到了良好的性能。值得注意的是，我们的VPFNET在KITTI测试集上实现了83.21 \％中等3D AP和91.86 \％适度的BEV AP，自2021年5月21日起排名第一。网络设计也考虑了计算效率 - 我们可以实现FPS 15对单个NVIDIA RTX 2080TI GPU。该代码将用于复制和进一步调查。