高精地图方案在自动驾驶领域至关重要,它们提供了丰富且精确的环境信息,为自动驾驶系统规划提供了坚实的基础。以下内容将详细介绍几种常用的高精地图方案及其实现方式。
HDMapNet是清华大学团队的成果,旨在根据相机图像特征和LiDAR点云构建高清矢量化地图。它通过鸟瞰图中的预测实现地图元素的编码,并在nuScenes数据集上表现出优越性能,相较于基线方法提升50%以上。此外,HDMapNet还提出了语义和实例级别的度量来评估地图学习性能。
VectorMapNet也来自清华大学团队,它摒弃了传统通过语义分割构建地图的方法,转而采用目标检测技术。这种方法将不规则的地图要素实例抽象为关键点,实现与目标检测框架的统一。VectorMapNet通过直接预测传感器观测的矢量化输出,消除地图光栅化和后处理需求,采用折线作为灵活的基础元素,有效将地图构建转化为检测问题,引入了检测Transformer模型,显著提升在线语义高清地图构建性能。
MapTR是一个结构化的端到端Transformer模型,专为高效构建在线矢量化高清地图而设计。MapTR采用统一的置换等价建模方法,将地图元素表示为一组等价置换的点集,精确描述元素形状,稳定学习过程。论文设计了分层查询嵌入方案,灵活编码结构化地图信息,并进行分层二分匹配。MapTR在nuScenes数据集上实现最佳性能,只需相机输入即可实现最优效率,且在复杂多变的驾驶场景中保持稳定质量。
MapTRv2是对MapTR的优化改进,采用Map Transformer框架,统一置换等价建模地图元素,提高学习稳定性和效率。论文设计了分层查询嵌入方案,增强结构化地图信息编码,并引入辅助匹配和密集监督加快收敛速度。MapTRv2以实时推理速度运行,在nuScenes和Argove上实现最先进的性能,紧凑的pipeline结构确保高效性。
StreamMapNet针对现有技术在复杂场景中稳定性差的问题,提出了一个在线构建流水线,擅长于长序列时间建模,利用多点注意力和时间信息,增强大范围局部高精地图的稳定性和性能。此外,StreamMapNet批判性地检查了基准和数据集,提出按地域范围重新划分,确保公平准确评价。实验结果显示,StreamMapNet在所有设置下都优于现有方法,保持14.2 FPS的在线推理速度。
PivotNet通过地图学习问题减少标注成本,旨在构建局部地图。它采用了基于枢纽点的地图表示,以端到端方式生成矢量化表示,克服了当前方法的冗余信息、几何关系忽略和复杂后处理问题。PivotNet引入点线掩码模块、枢纽点动态匹配模块和动态矢量化序列损失,实现准确的地图元素建模,验证结果在nuScenes和Argoverse 2数据集上分别领先当前最优方法11.2和5.9 mAP。
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