【单目3D检测】smoke(1):模型方案详解

纵目发表的这篇单目3D目标检测论文不同于以往用2D预选框建立3D信息,而是采取直接回归3D信息,这种思路简单又高效,并不需要复杂的前后处理,而且是一种one stage方法,对于实际业务部署也很友好。

Introduction


2D目标检测目前已经在精度和速度上都取得了不错的成绩,而3D目标检测由于需要同时估计出目标的位置与姿态,因此相比2D是一个更具挑战的方向。

目前性能最好的3D目标检测还是需要依赖激光雷达的点云或者点云+图像融合,考虑到成本因素,仅依靠单目摄像头的3D目标检测还是非常值得研究的。

本作有以下几个贡献点:

  • 提出了一个one-stage单目3D检测方法,思路简答,且end-to-end。
  • 3D框8个角点的计算使用了多种方式得到,每种方式都参与了loss的计算,使训练更容易收敛。
  • 在KITTI数据集上达到了SOTA。

Detection Problem


SMOKE Approach


Backbone

主干网络选择使用DLA-34,其中部分卷积换成了DCN,最后的输出相对于原始图4次下采样的特征图。论文还将BN换成了GN(GroupNorm),因为GN对batch size的大小不那么敏感,且在训练中对噪声更鲁棒。

3D Detection Network

head部分一共两条分支,一条用于检测目标中心点位置同时分类,另一条回归目标的3D信息。

Keypoint Branch

中心点的估计与CenterNet那片论文的思路相似,不同的是CenterNet里用的是2D框的中心点,而这里用的是3D框的中心点在图像上的投影点,如下图所示:

Regression Branch

根据深度信息,投影点(x,y)坐标,和相机参数,可计算得到3D中心点坐标


预测长宽高,有点像anchor的思想

偏航角:ray到Z轴角度



Loss Function

偏航角pred与尺寸gt,坐标gt构成的3d box与gt的回归loss
偏航角gt与尺寸pred,坐标gt构成的3d box与gt的回归loss
偏航角gt与尺寸gt,坐标pred构成的3d box与gt的回归loss

Keypoint Classification分支的loss跟CenterNet中一样,用的是focal loss。

Regression分支的loss计算比较有新意,没有采取直接计算τ \tauτ中8个参数的loss,而是通过在角度、尺寸、坐标位置三种分支下得到的3D框的8个角点去和真值比较计算loss。

总loss:

cpp 复制代码
# mmdetection3d/mmdet3d/models/dense_heads/smoke_mono3d_head.py
# 角度分支下计算得到的3D框,所谓角度分支即只有角度用的是预测值,而坐标位置和尺寸两个用的是真值
bbox3d_yaws = self.bbox_coder.encode(gt_locations, gt_dimensions, orientations, img_metas)
# 尺寸分支下计算得到的3D框
bbox3d_dims = self.bbox_coder.encode(gt_locations, dimensions, gt_orientations, img_metas)
# 坐标位置分支下计算得到的3D框
bbox3d_locs = self.bbox_coder.encode(locations, gt_dimensions, gt_orientations, img_metas)
...
...
# 三种分支下分别计算推理出的8个角点的和真值8个角点的loss
loss_bbox_oris = self.loss_bbox(pred_bboxes['ori'].corners[reg_inds, ...], target_labels['gt_cors'][reg_inds, ...])

loss_bbox_dims = self.loss_bbox(pred_bboxes['dim'].corners[reg_inds, ...], target_labels['gt_cors'][reg_inds, ...])

loss_bbox_locs = self.loss_bbox(pred_bboxes['loc'].corners[reg_inds, ...], target_labels['gt_cors'][reg_inds, ...])

loss_bbox = loss_bbox_dims + loss_bbox_locs + loss_bbox_oris

Conclusion


纵目发表的这篇单目3D目标检测论文不同于以往用2D预选框建立3D信息,而是采取直接回归3D信息,这种思路简单又高效,并不需要复杂的前后处理,而且是一种one stage方法,对于实际业务部署也很友好。

参考:https://blog.csdn.net/qq_30483585/article/details/124954023

相关推荐
光锥智能18 小时前
KargoBot Inside战略发布,卡尔动力驱动L4自动驾驶货运进入万台时代
人工智能·自动驾驶
LONGZETECH2 天前
教育数字化转型|汽车专业仿真教学体系搭建实操指南(含避坑+案例+FAQ)
大数据·人工智能·物联网·自动驾驶·汽车·汽车仿真教学软件·汽车教学软件
暮光6292 天前
Intel RealSense相机AlignDepthToColor卡顿问题
机器人·自动驾驶
HERR_QQ3 天前
端到端课程自用 2课 动静态感知decoder
笔记·学习·自动驾驶
byzy3 天前
【论文笔记】Vehicle-to-Everything Cooperative Perception for Autonomous Driving
论文阅读·深度学习·计算机视觉·自动驾驶
惊鸿一博3 天前
OpenDriveVLA:基于大型VLA模型的端到端自动驾驶(2025 CVPR)
人工智能·机器学习·自动驾驶
可乐要加冰^-^3 天前
Vscode、Pycharm快速配置Claude、CodeX
数据结构·深度学习·算法·语言模型·自动驾驶
CS创新实验室3 天前
CS实验室行业报告:自动驾驶领域就业分析报告
人工智能·自动驾驶·unix
德思特4 天前
GNSS 模拟器选型推荐:自动驾驶与RTK高精度定位测试如何选型?
经验分享·自动驾驶
zhengyquan4 天前
特斯拉无方向盘Cybercab落地,自动驾驶商业化再提速!
人工智能·机器学习·自动驾驶