mono3d汇总

lidar坐标系

lidar坐标系可以简单归纳为标准lidar坐标系和nucense lidar坐标系,参考链接。这个坐标系和车辆的ego坐标系是一致的。

  • 标准lidar坐标系
    opendet3d,mmdetection3d和kitt都i使用了该坐标系

    复制代码
                     up z
                        ^   x front
                        |  /
                        | /
         left y <------ 0

kitti采集平台传感器安装示意图如下,其中红色圆圈标记的为lidar坐标系。

后面说的global yaw就是目标与'-y'的夹角,与'-y'重合时是0, 与x重合为90度。

  • nucense lidar坐标系
    nucense传感器坐标系示意图如下,可以看出lidar坐标系和和标准lidar坐标系有个90度的旋转关系。

local yaw & global yaw

由于透视投影的关系,目标在相平面上的成像会同时收到目标转动和相对相机位移的双重影响。所以引出了local yaw和global yaw。

网络学习的对象为local yaw(下面的 α z \alpha_z αz, 其中 α z = α x + p i / 2 \alpha_z = \alpha_x + pi/2 αz=αx+pi/2), 推理时根据目标位置+local yaw计算出global yaw。

α x \alpha_x αx在kitti数据集中的定义为:

α∈−π,π,即从 −180∘ 到 180∘。

α=0:目标物体的方向与相机光轴完全对齐(面向相机)。

α>0:目标物体的朝向偏向相机光轴的 左侧(逆时针方向)。

α<0:目标物体的朝向偏向相机光轴的 右侧(顺时针方向)。

部分公司2d目标标注的local yaw:目标与相机z同向重叠:90度,与右侧方向的相机x轴重叠:0度。

global yaw为-pi, pi之间,一般正前方为0,左边为90,右边-90. 参考lidar_box3d.py中的定义:

python 复制代码
class LiDARInstance3DBoxes(BaseInstance3DBoxes):
   """3D boxes of instances in LIDAR coordinates.

   Coordinates in LiDAR:

   .. code-block:: none

                                up z    x front (yaw=0)
                                   ^   ^
                                   |  /
                                   | /
       (yaw=0.5*pi) left y <------ 0

   The relative coordinate of bottom center in a LiDAR box is (0.5, 0.5, 0),
   and the yaw is around the z axis, thus the rotation axis=2. The yaw is 0 at
   the positive direction of x axis, and increases from the positive direction
   of x to the positive direction of y.

   Attributes:
       tensor (Tensor): Float matrix with shape (N, box_dim).
       box_dim (int): Integer indicating the dimension of a box. Each row is
           (x, y, z, x_size, y_size, z_size, yaw, ...).
       with_yaw (bool): If True, the value of yaw will be set to 0 as minmax
           boxes.
   """
   YAW_AXIS = 2

   @property
   def corners(self) -> Tensor:
       """Convert boxes to corners in clockwise order, in the form of (x0y0z0,
       x0y0z1, x0y1z1, x0y1z0, x1y0z0, x1y0z1, x1y1z1, x1y1z0).

       .. code-block:: none

                                          up z
                           front x           ^
                                /            |
                               /             |
                 (x1, y0, z1) + -----------  + (x1, y1, z1)
                             /|            / |
                            / |           /  |
              (x0, y0, z1) + ----------- +   + (x1, y1, z0)
                           |  /      .   |  /
                           | / origin    | /
           left y <------- + ----------- + (x0, y1, z0)
               (x0, y0, z0)

       Returns:
           Tensor: A tensor with 8 corners of each box in shape (N, 8, 3).
       """
       if self.tensor.numel() == 0:
           return torch.empty([0, 8, 3], device=self.tensor.device)

       dims = self.dims
       corners_norm = torch.from_numpy(
           np.stack(np.unravel_index(np.arange(8), [2] * 3), axis=1)).to(
               device=dims.device, dtype=dims.dtype)

       corners_norm = corners_norm[[0, 1, 3, 2, 4, 5, 7, 6]]
       # use relative origin (0.5, 0.5, 0)
       corners_norm = corners_norm - dims.new_tensor([0.5, 0.5, 0])
       corners = dims.view([-1, 1, 3]) * corners_norm.reshape([1, 8, 3])

       # rotate around z axis
       corners = rotation_3d_in_axis(
           corners, self.tensor[:, 6], axis=self.YAW_AXIS)
       corners += self.tensor[:, :3].view(-1, 1, 3)
       return corners

mmdetection3d box_3d_mode.py中定义的各种坐标系:

python 复制代码
class Box3DMode(IntEnum):
   """Enum of different ways to represent a box.

   Coordinates in LiDAR:

   .. code-block:: none

                   up z
                      ^   x front
                      |  /
                      | /
       left y <------ 0

   The relative coordinate of bottom center in a LiDAR box is (0.5, 0.5, 0),
   and the yaw is around the z axis, thus the rotation axis=2.

   Coordinates in Camera:

   .. code-block:: none

               z front
              /
             /
            0 ------> x right
            |
            |
            v
       down y

   The relative coordinate of bottom center in a CAM box is (0.5, 1.0, 0.5),
   and the yaw is around the y axis, thus the rotation axis=1.

   Coordinates in Depth:

   .. code-block:: none

       up z
          ^   y front
          |  /
          | /
          0 ------> x right

   The relative coordinate of bottom center in a DEPTH box is (0.5, 0.5, 0),
   and the yaw is around the z axis, thus the rotation axis=2.
   """

SMOKE: Single-Stage Monocular 3D Object Detection via Keypoint Estimation 对local yaw给出了示意图:

  • globa2local转换
    参考fcos3d代码:
python 复制代码
def _get_target_single(..):
#...
        # change orientation to local yaw
        gt_bboxes_3d[..., 6] = -torch.atan2(
            gt_bboxes_3d[..., 0], gt_bboxes_3d[..., 2]) + gt_bboxes_3d[..., 6]
相关推荐
云飞云共享云桌面2 小时前
自动化设备厂 10 人研发团队,如何共用一台服务器做 SolidWorks 建模?
运维·服务器·网络·3d·自动化·制造
普密斯科技3 小时前
在线图像测量仪HM-1120如何实现电机轴承从抽检到全检的跨越
计算机视觉·3d·集成测试·测量
2501_9065651216 小时前
3D曲面与普通平面的转换
3d
kolyle2 天前
Hi3D V3.0 2048³精度+48小时免费体验:3D生成模型的工程拐点与企业落地
3d·3d生成·企业ai·多模态ai·多模型路由·hi3d v3.0·极智词元
杀生丸学AI2 天前
【三维重建】QuerySplat:在 3DGS 预测中解耦几何与外观表征
人工智能·3d·三维重建·扩散模型·高斯泼溅·空间智能·室内重建
Rachel_Lu__2 天前
2026免费AI 3D工具哪家强?按角色动画、静态模型和精修流程来选
人工智能·3d·ai3d·ai角色·免费ai3d·ai3d工具
杀生丸学AI3 天前
【世界模型】Lyra 2.0:可探索的生成式3D世界(NVIDIA)
人工智能·深度学习·3d·数据挖掘·transformer·世界模型·高斯泼溅
毕安格 - BimAngle3 天前
国家电网 GIM 格式模型一键输出 3D Tiles (for Cesium) 和 glTF/glb 更新时间:2026-08-18
3d·gis·cesium·gltf·glb·3d tiles·gim
LateFrames4 天前
3D Slicer 5.13 能力边界清单(87项)
3d·3d slicer
电子云与长程纠缠4 天前
UE5 Lyra PocketWorld进行3D内容UI预览 - 上
开发语言·学习·3d·ue5·游戏引擎