mono3D任务FCOS3D: Fully Convolutional One-Stage Monocular 3D Object Detection

数据

KITTI

在卡尔斯鲁厄采集的数据,包括雷达(64线束激光雷达)和摄像头(灰色+彩色)。目标为pvb,场景包括农村、城市、高速。3D目标检测任务包含7481 训练图片和7518 测试图片包含80.256 标注目标。同时带有点云信息。数据真值由标注员标注而成。
标注例子
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数据分布
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难易样本定义
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nuscenes

算法

FCOS3D
mono3D比2D检测的难点在于缺少深度信息。
创新点:利用之前的2D检测任务。将3D检测解耦为基于2D检测的多个子任务。

结构。

类似FCOS,加入多个任务头
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细节:

  • 4个卷积模块为share-head,每个小的target head独立
  • anchor-free的方式,类似centernet的方式,对于每一个点预测offset
  • 预测中心点的offset以及深度,和方向(0-pi)(用于计算iou),类别方向(区分对向行驶的目标),速度
  • 分类loss使用focal loss;回归loss使用smooth l1;方向分类、中心点使用交叉熵loss。loss权重d 为0.2,vx, vy is 0.05其他都是1
  • 预测将分类score*center的score在bev视角下做nms
  • 对于歧义点使用diatance-based的方法
  • 中心点使用高斯分布
  • 训练细节。开始depth的loss权重为0.2,后来fintune的时候调整到了1

结果

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疑问:

  • 直接预测中心点的多个offset?
    文章说参考2D直接预测中心点的4个offset是比较难的,简单的任务是看成2.5D个任务

  • 如何在不同级别中分配3D检测目标
    1)对于FOCS2D,通过fpn增加recall。每一个fpn层级预测的size需要满足一定的边界要求(具体来说,每层负责固定的边界目标即可)。FCOS3D参考的这个做法,但是2D目标是通过3D的外接矩形获取的,用于过滤每层无效的目标。
    2)歧义问题。同一个点对应不同的目标。focs2D方法based-area,将点优先分配给小目标(大目标的关注就少了呀);本文使用点distance-based点方法,优先分配给距离近点目标。可提升1个点的mAP
    3.有哪些有效的提升tricks

    • 更好的backbone、加入DCN、长epoch
    • deep loss、dist-based分配
    • 调deep loss在不同阶段

参考

https://github.com/BigTeacher-777/Awesome-Monocular-3D-detection?tab=readme-ov-file#2023
https://paperswithcode.com/task/monocular-3d-object-detection#datasets

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