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自动驾驶之车道线检测调研与实测

2024年08月05日 数据分析 我要评论
作者针对Caltech、Tusimple等数据集场景单一、数据量少、难度低等问题,用6辆车在北京不同时间录制了超过55小时,标注了133235张图片,超过Tusimple Dataset20倍的数据量。论文分成88880张作为训练集, 9675作为验证集,34680做测试集。数据集包含城市、农村高速等场景,每张图片用最多4条线进行标注[对应也是4个车道线],对向车道不标,对遮挡部分也标出来。【注意,这里代码只包含了inference阶段,得到分割的probability maps,不包含后处理的代码】

一、lanenet

1.1 主要过程

[image]

  • inference,分上下两个分支,如图
    • enocder-decoder stage: 图像空间编码为emb空间,方便聚类
    • binary semantic segmentation stage:语义分割,区分背景与车道线,输出二值mask
  • 聚类阶段:根据e-net阶段的结果,使用mean-shift算法实现聚类,获得实例分割结果.
  • fit阶段:使用二次函数对实例分割结果进行拟合
    • 论文中阐述,以上输出的是每条车道线的像素集合。要根据这些像素点回归出一条车道线,传统方法是投射到bev,然后用2阶/3阶多项式拟合,这时,变换矩阵h只计算一次,会导致非平面下的误差。因此使用h-net以图像为输入,对每一帧预测一个含有6个参数的变换矩阵h。
    • 代码中,直接load的数据集提供的相关矩阵参数.

1.2 数据集tusimple_lane_detection

  • 原图尺寸:720x1280
  • 模型输入尺寸:256x512
  • 我们的图像输入:1080x1920,需要修改代码对应位置,仍保持输入尺寸256x512
  • tusimple 数据的标注特点:
    1、车道线实际上不只是道路上的标线,虚线被当作了一种实线做处理的。这里面双实线、白线、黄线这类信息也是没有被标注的。
    2、每条线实际上是点序列的坐标集合,而不是区域集合
  • 标注过程:将图片的下半部分,如70%的高等分为n份,然后取车道线(无论虚实)与该标注线交叉的点。因此,我们标注的话,标注车道线,然后去生成即可。需要哪些相机参数待check.
  • 网上有生成自己的tusimple类型数据集的示例代码。

1.3 测速

暂时未找到trt,测试基于python的tensorflow 1.15

  • 论文和github报告速度:
    • 1080ti上,模型inference部分原文52fps,更新为bisenetv2后提升到78fps.
    • 对于聚类和fit阶段,论文中4.6ms即可完成,但这受到cpu性能的影响。
  • 我们的在xavier上测速:
    • inference cost time (500张平均): 0.05452s
    • postprocess cost time : 0.1-0.5s

1.4 效果

我们直接使用网上根据tusimple训练好的模型,

  • 在tusimple测试集上效果很好
    在这里插入图片描述
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二、scnn

2.1 主要过程

在这里插入图片描述

  • 将传统的deep layer-by-layer convolutions替换为slice-by-slice convolutions ,这可以使得信息可以在图像的行列之间传递。
  • 将lane detection定义成语义分割的任务,将每一条线通过一个预设的类别去定义,即使省去了lanenet中cluster这种复杂操作,也可区分出不同线的实例
  • 作者加了一个线的存在性判断分支,大于0.5认为是线。在prediction heatmap上每隔20行搜索相应值最高的位置,然后通过三次样条函数拟合这些points。
  • 局限性
    (1)通过线的实例来定义类别会导致必须设一个类别数量的上限值,只能处理车道线条数不大于上限值的情况。
    (2)分割采用backbone+scnn的结构。在paper中backbone选用的是largefov(deeplabv2),而scnn能占到整个网络1/3左右的计算量,在实际工程应用中没法达到实时的性能。

2.2 数据集 culane datesets

作者针对caltech、tusimple等数据集场景单一、数据量少、难度低等问题,用6辆车在北京不同时间录制了超过55小时,标注了133235张图片,超过tusimple dataset20倍的数据量。论文分成88880张作为训练集, 9675作为验证集,34680做测试集。数据集包含城市、农村高速等场景,每张图片用最多4条线进行标注[对应也是4个车道线],对向车道不标,对遮挡部分也标出来。数据集的分布如图:
在这里插入图片描述

注意,该数据集分辨率为800x200

2.3 测速

  • 论文报告
    在这里插入图片描述

  • 我们自己的测速,在xavier上,基于tensorflow python第三方实现.
    【注意,这里代码只包含了inference阶段,得到分割的probability maps,不包含后处理的代码】
    推断时间(500张平均):0.3740s

2.4 效果

  • 论文报告
    在这里插入图片描述

三、ultra-fast-lane-detection eccv2020

3.1 测速

backbone resnet18 输入尺寸 288x800

  • 论文 or github 报告
    在这里插入图片描述
  • 我们在xavier上测速 平均31.6fps
    在这里插入图片描述

3.2 效果

  • 论文效果
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