Occupancy Grid Prediction [1/2]

Сегодня начнём серию постов о 3D occupancy perception. В первой части обсудим особенности подхода и общие тренды, а в следующей — разберём несколько актуальных работ.

Для этого подхода сцену представляют плотной 3D-решёткой (вокселями) с семантикой и метками «занято» или «пусто». В отличие от BEV, в 3D occupancy perception явно моделируют высоту, что критично для сложных городских сцен. Например, для случаев, когда 3D occupancy справляется лучше, чем 2D: небольшие камни или куски мусора на дороге, которые проще пропустить между колёс, а не объезжать. Или края досок, вылезающие за пределы грузовика: если они достаточно высоко, легковой автономный автомобиль без проблем под ними проедет.

В общих чертах стек охватывает технологии:

🔴 от 2D→3D-преобразований (проекция из 3D на камеру и обратно с предсказанием глубины, кросс-аттеншн);
🔴 до пространственно-временного фьюжна признаков с нескольких камер и мультимодальной интеграции камеры, лидара и радара.

Среди популярных методов обучения — self-supervised, weak, strong. Среди метрик — IoU, MIoU и ray-MIoU (это IoU вдоль каждого луча камеры). Ключевыми датасетами считаются nuScenes, Waymo и SemanticKITTY.

Тренд последних лет — стремительный рост vision-centric-методов. Камеры дешевеют, текстуры улучшаются, а за счёт продвинутого 2D→3D и temporal fusion разница в качестве предсказаний на основе данных камер и лидаров стремительно сокращается. Но лидар по-прежнему обеспечивает наилучшую геометрию, а мультимодальные схемы ещё не всегда стабильно опережают одномодальные — потенциал фьюжна до сих пор не раскрыт.

При грамотной оптимизации (облегчённые головы, разреженные представления, ускорение инференса) можно получить ~10–13 FPS на Occ3D-nuScenes при MIoU около 40%. Это уже близко к практическим требованиям.

Главные вызовы подхода: реальное время на бортовом железе, робастность к погодным условиям, окклюзиям и отказам сенсоров, а также обобщение без дорогой плотной 3D-разметки. На горизонте — occupancy flow для моделирования динамики, модель мира и использование occupancy как единого представления для восприятия, предсказания и планирования.

В следующем посте разберём несколько актуальных работ, посвящённых 3D occupancy perception.

Разбор подготовил ❣️ Иван Лунев
404 driver not found