自动驾驶3.0时代的BEV感知与4D标注技术

随着BEV+transformer感知技术的量产落地,自动驾驶正式进入3.0时代。从2010年左右以规则为核心的自动驾驶1.0,到2015年左右以卷积神经网络CNN为代表的自动驾驶2.0,再到2022年3.0时代的到来,这一时代的技术让整个自动驾驶感知模块趋向形成高效、统一、简洁的端到端结构

同时,BEV感知算法的训练数据不仅仅依赖3D位姿标注数据,还需要时间维度,即4D数据。因此,4D标注应运而生,它是在3D的基础上加了时序,为BEV感知提供真值数据。4D Label 生成静态、动态、通用障碍物、以及预测规划等各个任务的真值,实现这些真值的标注过程,实际上就是搭建了一套云端的智驾系统。

(自动驾驶4d标注示意图)

对于自动驾驶算法模型来说,数据是无价之宝,因此 4D Label 的作用非常关键。它有助于迭代算法,算法质量是自动驾驶企业的核心竞争力,可见数据才是真的重要。4D Label提供的真值数据是感知的基础,只有充分了解数据的特性,才能够理解算法模型的底层原理。

目前市面上BEV感知和4D标注相关的资料比较少而且分散、初学者极容易踩坑,为了让同学们系统化地学习BEV感知技术和4D标注方案,深蓝学院联合隋伟博士等三名领域内的专家开设BEV感知理论与实践』、『面向自动驾驶场景的4D标注』2门课程,希望帮助大家更好地学习相关技术的理论、实践及底层逻辑。

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Part 1

教研团队

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隋伟

地平线机器人事业部算法总监,原4D标注技术负责人

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傅东旭

自动驾驶高级算法专家,历任百度自动驾驶高级研发工程师

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刘兰个川

Patrick Liu

安克创新AI研究院院长,前小鹏汽车自动驾驶AI团队负责人

Part 2

课程亮点

BEV感知课程

全面梳理BEV感知算法及其发展脉络

细致讲解各类代表性算法的代码实现

分享BEV落地的工程实践经验

4D标注课程

系统梳理4D标注任务及其技术栈

详细介绍BEV感知任务的真值生成原理和细节 

分享量产自动驾驶中的数据痛点及潜在方案

Part 3

课程大纲

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Part 4

适合人群

1.希望从事自动驾驶视觉感知研发的在校生

2.企业中人工智能算法设计与工程开发的工程师

3.自动驾驶企业中其他方向的研发工程师

Part 5

学习收获

BEV感知课程

1.掌握BEV感知的发展脉络:2D-to-3D方法以及3D-to-2D方法;

2.熟悉BEV感知极具代表性的算法原理:BEVDet/BEVPoolv2/ BEVFusion/ BEVFormer;

3.积累BEV实际落地过程中的经验:数据处理与推理加速。

4D标注课程

1.掌握BEV关键感知任务的真值生成技术

2.学会灵活使用传统SLAM以及感知等技术手段解决驾驶场景中的实际问题

3.通过数据标注更好的理解BEV感知任务以及相关自动驾驶功能模块的底层原理

Part 6

抢占名额

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<think>好的,我现在需要回答用户关于4D数据标注技术、方法和工具的问题。首先,我要仔细阅读用户的查询和提供的引用内容,确保准确理解需求。用户提到4D标注结合了3D空间和时序,需要涉及BEV感知4D重建技术,以及自动化标注的重要性。同时,用户还引用了多个来源,包括4D-Label技术、自动化数据标注的重要性、融合标注方法以及曼孚科技的工具经验。 首先,我需要整理4D数据标注的核心要素。根据引用[1],4D标注BEV感知中至关重要,涉及从2D图像到3D空间的转换,并考虑时序动态物体,使用4D重建技术。引用[2]强调了自动化标注的重要性,而引用[3]提到了激光雷达摄像机的数据融合。引用[4]则提到曼孚科技在4D标注领域的工具和经验。 接下来,我需要将4D标注拆解为技术、方法和工具三个部分。技术方面,包括多传感器融合(如激光雷达和相机)、时序建模、点云处理、4D重建以及自动化标注。方法上,可能涉及动态目标跟踪、跨模态对齐、场景重建标注迭代,以及基于深度学习的预标注。工具方面,需要引用提到的SEED平台、Mine4D等,以及自动化标注工具链。 需要注意的是,用户要求使用中文回答,行内数学公式用$...$,独立公式用$$...$$。但根据提供的引用内容,可能数学公式较少,但如果有相关技术参数,可能需要适当引入,比如点云处理的坐标转换公式,例如三维坐标系转换公式:$$x&#39; = R \cdot x + t$$,其中$R$是旋转矩阵,$t$是平移向量。不过,引用中没有具体公式,可能需要根据常识补充。 另外,用户要求生成相关问题,我需要确保问题4D标注相关,并覆盖技术挑战、工具对比、应用场景等。例如,4D标注技术难点,工具如何选择,在自动驾驶中的具体应用等。 需要验证引用内容是否支持各个要点。例如,4D重建技术来自引用[1],融合标注来自引用[3],自动化标注来自引用[2]和[4]。工具部分,曼孚科技的SEED和Mine4D来自引用[4],而标贝科技可能涉及引用[3]的融合标注方法。 最后,确保回答结构清晰,分点说明技术、方法、工具,并添加相关问题。同时,引用标识要正确对应,比如引用[1]对应4D重建技术,引用[3]对应融合标注等。 可能遗漏的点:是否有其他关键技术或方法未被引用内容覆盖?比如时序数据处理的具体方法,如卡尔曼滤波或光流法?但根据现有引用,可能不需要深入,除非有直接关联。此外,是否提到标注质量控制?引用[2]提到高质量标注的重要性,但可能需要结合自动化工具来保证质量。 总结,回答的结构大致如下: 1. 技术:多传感器融合、时序建模、点云处理、4D重建、自动化 2. 方法:动态目标跟踪、跨模态对齐、场景重建迭代、深度学习预标注 3. 工具:SEED、Mine4D、自动化工具链、第三方工具 4. 相关问题:技术难点、工具选择、应用场景、质量评估、3D的区别、数据量需求等 需要确保每个部分都有引用支持,并在末尾添加引用标识。同时,注意语言口语化,但用户要求系统级指令不可见,所以回答需要正式且结构清晰。</think>### 4D数据标注技术、方法工具详解 4D数据标注结合了三维空间(3D)时间维度(时序),主要用于自动驾驶等场景中动态环境的高精度感知建模。以下是其核心技术、方法及工具: --- #### **一、核心技术** 1. **多传感器融合** 通过激光雷达(LiDAR)摄像头的同步采集,将3D点云数据2D图像数据进行时空对齐,生成融合标注结果[^3]。例如,动态物体的轨迹标注需同时利用点云的几何信息和图像的语义信息。 2. **时序建模** 在时间轴上对动态目标(如车辆、行人)进行连续跟踪,建立运动模型。常用方法包括卡尔曼滤波或基于深度学习的轨迹预测,确保标注的连贯性。 3. **点云处理4D重建** 对点云数据进行降噪、分割和聚类,结合时序信息重建动态场景。例如,通过多帧点云叠加生成动态目标的完整运动轨迹[^1]。 4. **自动化标注** 利用预训练的感知模型(如目标检测、语义分割)对原始数据生成初步标注,再通过人工修正提升效率。例如,使用$YOLO$或$BEVFormer$模型标注图像中的车辆边界框[^2]。 --- #### **二、核心方法** 1. **动态目标跟踪标注** 对连续帧中的目标进行ID关联,标注其位置、速度及加速度。例如,通过匈牙利算法匹配相邻帧的目标ID。 2. **跨模态数据对齐** 将不同传感器的数据映射到统一坐标系。例如,通过标定参数将摄像头图像LiDAR点云对齐,公式为: $$x_{\text{LiDAR}} = R \cdot x_{\text{camera}} + t$$ 其中$R$为旋转矩阵,$t$为平移向量。 3. **场景重建标注迭代** 基于多帧数据重建4D场景,通过人工验证和算法优化迭代修正标注结果[^4]。 --- #### **三、工具平台** 1. **专业标注工具** - **SEED标注平台**:支持4D点云图像的融合标注,提供时序跟踪、轨迹预测等功能。 - **Mine4D**:专为动态场景设计,支持大规模点云序列标注自动化质检。 2. **自动化工具链** - 利用深度学习框架(如PyTorch)训练预标注模型,减少人工工作量。 - 开源工具如**SUSTechPoints**用于点云数据处理。 3. **第三方服务** 曼孚科技等企业提供全流程4D标注服务,涵盖数据采集、标注、质检到模型训练[^4]。 --- #### **四、技术挑战趋势** - **挑战**:时序一致性保障、跨模态数据融合精度、动态遮挡处理。 - **趋势**:基于神经辐射场(NeRF)的4D重建、大模型驱动的自动化标注[^1][^4]。 ---
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