在过去几年中,深度学习的巨大进展已导致了我们道路上有自动驾驶汽车的未来。然而,他们的感知系统的性能在很大程度上取决于使用的培训数据的质量。由于这些系统通常仅覆盖所有对象类别的一部分,因此自主驾驶系统将面临,因此这种系统在处理意外事件方面努力。为了安全地在公共道路上运行,对未知类别的对象的识别仍然是一项至关重要的任务。在本文中,我们提出了一条新的管道来检测未知物体。我们没有专注于单个传感器模式,而是通过以顺序结合最先进的检测模型来利用LiDAR和相机数据。我们在Waymo开放感知数据集上评估我们的方法,并指出当前的异常检测研究差距。
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自主驾驶的当代深度学习对象检测方法通常会假定前缀类别的共同交通参与者,例如行人和汽车。大多数现有的探测器无法检测到罕见的物体和拐角案例(例如,越过街道的狗),这可能会导致某些情况下发生严重的事故,从而使真实世界应用可靠的自动驾驶不确定。阻碍了真正可靠的自动驾驶系统发展的主要原因是缺乏评估对象探测器在角案例上的性能的公共数据集。因此,我们介绍了一个名为CODA的具有挑战性的数据集,该数据集揭示了基于视力的检测器的关键问题。该数据集由1500个精心选择的现实世界驾驶场景组成,每个场景平均包含四个对象级角案例(平均),涵盖30多个对象类别。在CODA上,在大型自动驾驶数据集中训练的标准对象探测器的性能显着下降到3月的12.8%。此外,我们试验了最新的开放世界对象检测器,发现它也无法可靠地识别尾声中的新对象,这表明对自主驾驶的强大感知系统可能远离触及。我们希望我们的CODA数据集有助于对现实世界自动驾驶的可靠检测进行进一步的研究。我们的数据集将在https://coda-dataset.github.io上发布。
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Computer vision applications in intelligent transportation systems (ITS) and autonomous driving (AD) have gravitated towards deep neural network architectures in recent years. While performance seems to be improving on benchmark datasets, many real-world challenges are yet to be adequately considered in research. This paper conducted an extensive literature review on the applications of computer vision in ITS and AD, and discusses challenges related to data, models, and complex urban environments. The data challenges are associated with the collection and labeling of training data and its relevance to real world conditions, bias inherent in datasets, the high volume of data needed to be processed, and privacy concerns. Deep learning (DL) models are commonly too complex for real-time processing on embedded hardware, lack explainability and generalizability, and are hard to test in real-world settings. Complex urban traffic environments have irregular lighting and occlusions, and surveillance cameras can be mounted at a variety of angles, gather dirt, shake in the wind, while the traffic conditions are highly heterogeneous, with violation of rules and complex interactions in crowded scenarios. Some representative applications that suffer from these problems are traffic flow estimation, congestion detection, autonomous driving perception, vehicle interaction, and edge computing for practical deployment. The possible ways of dealing with the challenges are also explored while prioritizing practical deployment.
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最先进的语义或实例分割深度神经网络(DNN)通常在封闭的语义类上培训。因此,它们的装备不适用于处理以前的未持续的对象。然而,检测和定位这些物体对于安全关键应用至关重要,例如对自动驾驶的感知,特别是如果它们出现在前方的道路上。虽然某些方法已经解决了异常或分发的对象分割的任务,但由于缺乏固体基准,在很大程度上存在进展仍然缓慢;现有数据集由合成数据组成,或遭受标签不一致。在本文中,我们通过介绍“SegmentMeifyOUCAN”基准来弥合这个差距。我们的基准解决了两个任务:异常对象分割,这将考虑任何以前的未持续的对象类别;和道路障碍分割,它侧重于道路上的任何物体,可能是已知的或未知的。我们将两个相应的数据集与执行深入方法分析的测试套件一起提供,考虑到已建立的像素 - 明智的性能度量和最近的组件 - 明智的,这对对象尺寸不敏感。我们凭经验评估了多种最先进的基线方法,包括使用我们的测试套件在我们的数据集和公共数据上专门为异常/障碍分割而设计的多种型号。异常和障碍分割结果表明,我们的数据集有助于数据景观的多样性和难度。
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我们的运输世界正在迅速转变,自治水平不断提高。但是,为了获得全自动车辆的许可以供广泛的公众使用,有必要确保整个系统的安全性,这仍然是一个挑战。这尤其适用于基于AI的感知系统,这些系统必须处理各种环境条件和道路使用者,与此同时,应强调地检测所有相关的对象(即不应发生检测失误)。然而,有限的培训和验证数据可以证明无故障操作几乎无法实现,因为感知系统可能会暴露于公共道路上的新事物或未知的物体或条件。因此,需要针对基于AI的感知系统的新安全方法。因此,我们在本文中提出了一种新型的层次监视方法,能够从主要感知系统验证对象列表,可以可靠地检测检测失误,同时具有非常低的错误警报率。
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自动化驾驶系统(广告)开辟了汽车行业的新领域,为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而,在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在,使自动车辆(AVS)长时间保持自主车辆(AVS)或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战,并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术,当前可用的数据集,模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题,自主驾驶场目前正在面临,近年来审查硬件和计算机科学解决方案,这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。
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自动驾驶应用中使用的激光雷达传感器会受到不利天气条件的负面影响。一种常见但有研究的效果是在寒冷的天气中凝结车辆气体的凝结。这种日常现象会严重影响雷达测量值的质量,从而通过创建像幽灵对象检测之类的人工制品,从而导致不太准确的环境感知。在文献中,使用基于学习的方法来实现雨水和雾之类的不利天气影响的语义分割。但是,这样的方法需要大量标记的数据,这可能非常昂贵且艰辛。我们通过提出两步方法来检测冷凝车气排气的方法来解决这个问题。首先,我们在场景中为每辆车确定其排放区域,并在存在的情况下检测气体排气。然后,通过对可能存在气体排气的空间区域进行建模来检测到孤立的云。我们测试了实际城市数据的方法,表明我们的方法可以可靠地检测到不同情况下的气体排气,从而吸引了离线预标和在线应用程序(例如幽灵对象检测)的吸引力。
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对于图像的语义分割,如果该任务限于一组封闭的类,则最先进的深神经网络(DNN)实现高分性精度。然而,截至目前,DNN具有有限的开放世界能够在开放世界中运行,在那里他们任务是识别属于未知对象的像素,最终逐步学习新颖的类。人类有能力说:我不知道那是什么,但我已经看到了这样的东西。因此,希望以无监督的方式执行这种增量学习任务。我们介绍一种基于视觉相似性群集未知对象的方法。这些集群用于定义新课程,并作为无监督增量学习的培训数据。更确切地说,通过分割质量估计来评估预测语义分割的连接组件。具有低估计预测质量的连接组件是随后聚类的候选者。另外,组件明智的质量评估允许获得可能包含未知对象的图像区域的预测分段掩模。这种掩模的各个像素是伪标记的,然后用于重新训练DNN,即,在不使用由人类产生的地面真理。在我们的实验中,我们证明,在没有访问地面真理甚至几个数据中,DNN的类空间可以由新颖的类扩展,实现了相当大的分割精度。
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最近在现实世界应用中部署对象检测的深度神经网络的努力,例如自主驾驶,假设在训练期间已经观察到所有相关的对象类。在训练集中不表示测试数据时,在设置中的性能大多专注于用于语义分割的模型的像素级不确定性估计技术。本文建议利用对语义分割模型的额外预测,并量化其信心,然后以已知的对象与未知的对象分类分类。我们使用由区域提议网络(RPN)生成的对象提案,并使用径向基函数网络(RBFN)来适应语义分割的距离意识不确定性估计,用于类别不可知对象掩码预测。然后使用增强的对象提案来训练已知对象类别的分类器。实验结果表明,该方法实现了对未知物体检测的现有技术的状态的平行性能,并且还可以有效地用于减少对象检测器的假阳性率。我们的方法非常适合于通过语义分割获得的非对象背景类别的预测是可靠的。
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在过去的几年中,自动驾驶的感知系统在其表现方面取得了重大进步。但是,这些系统在极端天气条件下努力表现出稳健性,因为在这些条件下,传感器和相机等传感器套件中的主要传感器都会下降。为了解决此问题,摄像机雷达融合系统为所有可靠的高质量感知提供了独特的机会。相机提供丰富的语义信息,而雷达可以通过遮挡和在所有天气条件下工作。在这项工作中,我们表明,当摄像机输入降解时,最新的融合方法的性能很差,这实际上导致失去了他们设定的全天可靠性。与这些方法相反,我们提出了一种新方法RadSegnet,该方法使用了独立信息提取的新设计理念,并在所有情况下都可以在所有情况下真正实现可靠性,包括遮挡和不利天气。我们在基准ASTYX数据集上开发并验证了我们的系统,并在辐射数据集上进一步验证了这些结果。与最先进的方法相比,Radsegnet在ASTYX上提高了27%,辐射增长了41.46%,平均精度得分,并且在不利天气条件下的性能明显更好
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近年来,3D对象检测已疯狂地研究,特别是对于机器人感知系统。但是,现有的3D对象检测位于闭合状态条件下,这意味着网络只能输出培训的类盒。不幸的是,这种封闭式条件不够强大,因为实际使用,因为它将识别错误的未知对象。因此,在本文中,我们提出了一个开放式3D对象检测器,其旨在(1)识别已知对象,如闭合设置检测,并且(2)识别未知对象并提供其准确的边界框。具体而言,我们将开放式3D对象检测问题分为两个步骤:(1)找出包含具有高概率的未知对象的区域和(2)用适当的边界框封闭这些区域的点。第一步是通过该发现,未知对象通常被归类为具有低置信度的已知对象,并且我们表明基于度量学习的欧几里德距离总和是比天真的Softmax概率与来自已知对象区分区别的更好的置信度。 。在此基础上,使用无人监督的群集来改进未知对象的边界框。所提出的方法组合度量学习和无监督群集称为MLUC网络。我们的实验表明,我们的MLUC网络实现了最先进的性能,可以根据预期识别已知和未知的物体。
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Research connecting text and images has recently seen several breakthroughs, with models like CLIP, DALL-E 2, and Stable Diffusion. However, the connection between text and other visual modalities, such as lidar data, has received less attention, prohibited by the lack of text-lidar datasets. In this work, we propose LidarCLIP, a mapping from automotive point clouds to a pre-existing CLIP embedding space. Using image-lidar pairs, we supervise a point cloud encoder with the image CLIP embeddings, effectively relating text and lidar data with the image domain as an intermediary. We show the effectiveness of LidarCLIP by demonstrating that lidar-based retrieval is generally on par with image-based retrieval, but with complementary strengths and weaknesses. By combining image and lidar features, we improve upon both single-modality methods and enable a targeted search for challenging detection scenarios under adverse sensor conditions. We also use LidarCLIP as a tool to investigate fundamental lidar capabilities through natural language. Finally, we leverage our compatibility with CLIP to explore a range of applications, such as point cloud captioning and lidar-to-image generation, without any additional training. We hope LidarCLIP can inspire future work to dive deeper into connections between text and point cloud understanding. Code and trained models available at https://github.com/atonderski/lidarclip.
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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。
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在过去的几年中,自主驾驶社区取得了巨大进展。然而,作为一个关键问题的问题,异常检测是朝着现实世界中大规模部署自动驾驶汽车的巨大障碍。尽管许多方法,例如不确定性估计或基于分割的图像重新合成,这是非常有希望的,但还有更多的探索。特别受到基于图像重新合成的异常检测作品的启发,我们提出了一种通过样式转移进行异常检测的新方法。我们利用生成模型将图像从其原始风格的道路交通域映射到任意型号,然后返回以生成Pixelwise Anomaly分数。但是,我们的实验证明了我们的假设错误,我们无法产生重大结果。但是,我们想分享我们的发现,以便其他人可以从我们的实验中学习。
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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。
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自主车辆的环境感知受其物理传感器范围和算法性能的限制,以及通过降低其对正在进行的交通状况的理解的闭塞。这不仅构成了对安全和限制驾驶速度的重大威胁,而且它也可能导致不方便的动作。智能基础设施系统可以帮助缓解这些问题。智能基础设施系统可以通过在当前交通情况的数字模型的形式提供关于其周围环境的额外详细信息,填补了车辆的感知中的差距并扩展了其视野。数字双胞胎。然而,这种系统的详细描述和工作原型表明其可行性稀缺。在本文中,我们提出了一种硬件和软件架构,可实现这样一个可靠的智能基础架构系统。我们在现实世界中实施了该系统,并展示了它能够创建一个准确的延伸高速公路延伸的数字双胞胎,从而提高了自主车辆超越其车载传感器的极限的感知。此外,我们通过使用空中图像和地球观测方法来评估数字双胞胎的准确性和可靠性,用于产生地面真理数据。
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摄像机是自动化驱动系统中的主要传感器。它们提供高信息密度,并对检测为人类视野提供的道路基础设施线索最优。环绕式摄像机系统通常包括具有190 {\ DEG} +视野的四个鱼眼相机,覆盖在车辆周围的整个360 {\ DEG}集中在近场传感上。它们是低速,高精度和近距离传感应用的主要传感器,如自动停车,交通堵塞援助和低速应急制动。在这项工作中,我们提供了对这种视觉系统的详细调查,在可以分解为四个模块化组件的架构中,设置调查即可识别,重建,重建和重组。我们共同称之为4R架构。我们讨论每个组件如何完成特定方面,并提供一个位置论证,即它们可以协同组织以形成用于低速自动化的完整感知系统。我们通过呈现来自以前的作品的结果,并通过向此类系统提出架构提案来支持此参数。定性结果在视频中呈现在HTTPS://youtu.be/ae8bcof7777uy中。
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机器学习模型通常会遇到与训练分布不同的样本。无法识别分布(OOD)样本,因此将该样本分配给课堂标签会显着损害模​​型的可靠性。由于其对在开放世界中的安全部署模型的重要性,该问题引起了重大关注。由于对所有可能的未知分布进行建模的棘手性,检测OOD样品是具有挑战性的。迄今为止,一些研究领域解决了检测陌生样本的问题,包括异常检测,新颖性检测,一级学习,开放式识别识别和分布外检测。尽管有相似和共同的概念,但分别分布,开放式检测和异常检测已被独立研究。因此,这些研究途径尚未交叉授粉,创造了研究障碍。尽管某些调查打算概述这些方法,但它们似乎仅关注特定领域,而无需检查不同领域之间的关系。这项调查旨在在确定其共同点的同时,对各个领域的众多著名作品进行跨域和全面的审查。研究人员可以从不同领域的研究进展概述中受益,并协同发展未来的方法。此外,据我们所知,虽然进行异常检测或单级学习进行了调查,但没有关于分布外检测的全面或最新的调查,我们的调查可广泛涵盖。最后,有了统一的跨域视角,我们讨论并阐明了未来的研究线,打算将这些领域更加紧密地融为一体。
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Recently, over-height vehicle strike frequently occurs, causing great economic cost and serious safety problems. Hence, an alert system which can accurately discover any possible height limiting devices in advance is necessary to be employed in modern large or medium sized cars, such as touring cars. Detecting and estimating the height limiting devices act as the key point of a successful height limit alert system. Though there are some works research height limit estimation, existing methods are either too computational expensive or not accurate enough. In this paper, we propose a novel stereo-based pipeline named SHLE for height limit estimation. Our SHLE pipeline consists of two stages. In stage 1, a novel devices detection and tracking scheme is introduced, which accurately locate the height limit devices in the left or right image. Then, in stage 2, the depth is temporally measured, extracted and filtered to calculate the height limit device. To benchmark the height limit estimation task, we build a large-scale dataset named "Disparity Height", where stereo images, pre-computed disparities and ground-truth height limit annotations are provided. We conducted extensive experiments on "Disparity Height" and the results show that SHLE achieves an average error below than 10cm though the car is 70m away from the devices. Our method also outperforms all compared baselines and achieves state-of-the-art performance. Code is available at https://github.com/Yang-Kaixing/SHLE.
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基于LIDAR的传感驱动器电流自主车辆。尽管进展迅速,但目前的激光雷达传感器在分辨率和成本方面仍然落后于传统彩色相机背后的二十年。对于自主驾驶,这意味着靠近传感器的大物体很容易可见,但远方或小物体仅包括一个测量或两个。这是一个问题,尤其是当这些对象结果驾驶危险时。另一方面,在车载RGB传感器中清晰可见这些相同的对象。在这项工作中,我们提出了一种将RGB传感器无缝熔化成基于LIDAR的3D识别方法。我们的方法采用一组2D检测来生成密集的3D虚拟点,以增加否则稀疏的3D点云。这些虚拟点自然地集成到任何基于标准的LIDAR的3D探测器以及常规激光雷达测量。由此产生的多模态检测器简单且有效。大规模NUSCENES数据集的实验结果表明,我们的框架通过显着的6.6地图改善了强大的中心点基线,并且优于竞争融合方法。代码和更多可视化可在https://tianweiy.github.io/mvp/上获得
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