基于多级特征融合的体素三维目标检测网络

目的为精确分析点云场景中待测目标的位置和类别信息,提出一种基于多级特征融合的体素三维目标检测网络。方法以2阶段检测算法Voxel−RCNN作为基线模型,在检测一阶段,增加稀疏特征残差密集融合模块,由浅入深地对逐级特征进行传播和复用,实现三维特征充分的交互融合。在二维主干模块中增加残差轻量化高效通道注意力机制,显式增强通道特征。提出多级特征及多尺度核自适应融合模块,自适应地提取各级特征的关系权重,以加权方式实现特征的强融合。在检测二阶段,设计三重特征融合策略,基于曼哈顿距离搜索算法聚合邻域特征,并嵌入深度融合模块和CTFFM融合模块提升格点特征质量。结果实验于自动驾驶数据集KITTI中进行模拟测试,相较于基线网络,在3种难度等级下,一阶段检测模型的行人3D平均精度提升了3.97%,二阶段检测模型的骑行者3D平均精度提升了3.37%。结论结果证明文中方法能够显著提升目标检测性能,且各模块具有较好的移植性,可灵活嵌入到体素类三维检测模型中,带来相应的效果提升。

一种基于注意力机制和上下文感知的三维目标检测网络

随着自动驾驶的发展,行车安全成为关键性问题。由于点云场景杂乱、背景环境干扰大以及场景采集范围扩增,点云愈加稀疏,使得检测算法鲁棒性变弱。为缓解以上问题,文中提出了一种基于注意力机制和上下文感知的三维目标检测算法。在点云处理阶段,增加点云双向注意力机制生成点权重矩阵,显示标注重要点数据,抑制背景噪声干扰。在伪图特征提取模块中,添加FPN(Feature Pyramid Network)模块重复利用多尺度特征,引入上下文感知模块(Context Awareness Module,CAM)捕捉多比例的上下文语义,并基于源特征设计注意力导向模块(Attention Guide Module,AGM)生成空间位置清晰的导向权图,缓解冗余特征导致的空间模糊问题。文中网络基于KITTI数据集进行测试,结果表明在困难指标下,和基线网络相比,所提方法中行人、汽车和骑行者平均精度(Average Precision,AP)分别提升了0.59%、0.87%和1.42%;和新基线网络相比,在3种难度级别下,所提方法中行人的平均精度分别提升了3.04%、3.53%和3.23%,结果证明改进网络可有效提升三维目标检测性能。