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LaserNet:基于激光雷达数据的激光网络自动驾驶三维目标检测

2019-06-02 10:00 次阅读

本文介绍了一种基于激光雷达数据的激光网络自动驾驶三维目标检测方法——LaserNet。高效的处理结果来自于在传感器的自然距离视图中处理激光雷达数据。在激光雷达视场范围内的操作有许多挑战,不仅包括遮挡和尺度变化,还有基于传感器如何捕获数据来提供全流程信息。

本文介绍的方法是使用一个全卷积网络来预测每个点在三维物体上的多模态分布,然后有效地融合这些多模态分布来生成对每个对象的预测。实验表明,把每个检测建模看作一个分布,能获得更好的整体检测性能。基准测试结果表明,相比其他的检测方法,本方法的运行时间更少;在训练大量数据来克服视场范围目标检测问题上,本方法获得最佳性能。

LaserNet通过以下几个步骤实现三维检测:

使用传感器的固有范围视场来构建一个密集的输入图像;

图像通过全卷积网络生成一组预测;

对于图像中的每个激光雷达点,预测一个类概率,并在俯视图中对边界框架进行概率分布回归;

每个激光雷达点分布通过均值漂移聚类进行组合,以降低单个预测中的噪声;

检测器进行端到端训练,在边界框架上定义损失;

用一种新的自适应非最大抑制(NMS)算法来消除重叠的边框分布。

上图为深层聚合网络架构。列表示不同的分辨率级别,行表示聚合阶段。

上图为特征提取模块(左)和特征聚合模块(右)。虚线表示对特征图进行了卷积。

上图为自适应NMS。在两辆车并排放置的情况下,左边的虚线描述了产生的一组可能的预测。为了确定边界框是否封装了唯一的对象,使用预测的方差(如中间所示)来估计最坏情况下的重叠(如右图所示)。在本例中,由于实际重叠小于估计的最坏情况重叠,因此将保留这两个边界框。

上图为在训练集和验证集上的边界框上的预测分布的校准的图。结果表明,该模型不能学习KITTI上的概率分布,而能够学习较大的ATG4D上的分布。

【实验结果】

上表显示了与其他最先进的方法相比,LaserNet在验证集上的结果。像KITTI基准一样,我们计算了汽车0.7 IoU和自行车及行人0:5 IoU的平均精度(AP)。在这个数据集上,LaserNet在0-70米范围内表现优于现有的最先进的方法。此外,LaserNet在所有距离上都优于LiDAR-only方法,只有在附加图像数据提供最大价值的长距离上,车辆和自行车上的LiDAR-RGB方法优于LaserNet。

对ATG4D数据集进行消融研究,结果如上表所示。

预测概率分布。预测概率分布最大的改进是预测边界框架的分布。当仅预测平均边界框时,公式(6)为简单平均,公式(9)为框角损失。此外,边界框的得分在本例中是类概率。实验结果表明,性能上的损失是由于概率与边界框架的准确性没有很好地相关性导致的。

图像形成:Velodyne 64E激光雷达中的激光器并不是均匀间隔的。通过使用激光id将点映射到行,并在传感器捕获数据时直接处理数据,可以获得性能上的提高。

均值漂移聚类:每个点独立地预测边界框的分布,通过均值漂移聚类将独立的预测组合起来实现降噪。

非极大值抑制:当激光雷达的点稀疏时,有多个边界框的配置可以解释观测到的数据。通过预测各点的多模态分布,进一步提高了该方法的查全率。在生成多模态分布时,使用具有严格阈值的NMS是不合适的。或者,我们可以使用软NMS来重新评估置信度,但是这打破了对置信度的概率解释。通过自适应NMS算法,保持了概率解释,并获得了更好的性能。

对于自动驾驶而言,运行时性能同样重要。上表比较了LaserNet(在NVIDIA 1080Ti GPU上测量)和KITTI上现有方法的运行时的性能。Forward Pass是指运行网络所花费的时间,除Forward Pass外,总时间还包括预处理和后处理。由于在一个小的密集的范围视场内处理,LaserNet比目前最先进的方法快两倍。

使用训练集中的5,985个扫描点训练网络,并保留其余的扫描以进行验证。使用与之前相同的学习时间表对网络进行5万次迭代训练,并在单个GPU上使用12个批处理。为了避免在这个小的训练集上过度拟合,采用数据增强手段随机翻转范围图像,并在水平维度上随机像素移动。在这样一个小的数据集中,学习边界框上的概率分布,特别是多模态分布是非常困难的。因此,训练网络只检测车辆并预测边界框上的单峰概率分布。如上表所示,我们的方法在这个小数据集上的性能比当前最先进的鸟瞰图检测器差。

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NCP1423 升压转换器 Sync-Rect PFM DC-DC 400 mA 具有真正截止和环杀手

NCP1422 升压转换器 Sync-Rect PFM DC-DC 800 mA 具有真正截止和环杀手

2是一款单片微功率高频升压型开关转换器IC,专为电池供电的手持式电子产品设计,负载高达800mA。它集成了Sync-Rect,可提高效率并消除外部肖特基二极管。高开关频率(高达1.2 MHz)允许使用小尺寸,小尺寸电感器和输出电容器。当器件禁用时,从LX或BAT到OUT的内部传导路径被完全阻断,OUT引脚与电池隔离。此True-Cutoff功能可将关断电流降至50nA。 Ring-Killer还集成了消除非连续传导模式中的高频振铃。除此之外,低电池检测器,逻辑控制关断,逐周期电流限制和热关断为各种电池供电应用提供增值功能。所有这些功能都打开,静态电源电流通常仅为8.5 uA。该器件采用紧凑小巧的DFN10封装。 特性 输出电流高达800 mA,VIN = 2.5 V且VOUT = 3.3 V 高开关频率,高达1.2MHz 不连续导通模式的抗振环杀手 低静态电流为8.5μA 1.0V启动无负载保证 输出电压从1.5V到5V可调 1.5A逐周期电流限制 带滞后的片上热关断 采用节省空间和薄型DFN10封装 无铅封装可用 应用 个人数字助理(PDA) 手持数字音频产品 便携式摄像机和数码相机 将一至两个碱性,...
发表于 07-30 02:02 322次 阅读
NCP1422 升压转换器 Sync-Rect PFM DC-DC 800 mA 具有真正截止和环杀手

NCP1421 升压转换器 同步矩形 PFM DC-DC 600 mA 具有真正截止和环杀手

1是一款单芯片微功率高频升压型开关转换器IC,专为电池供电的手持式电子产品设计,负载高达600 mA。它集成了Sync-Rect,可提高效率并消除外部肖特基二极管。高开关频率(高达1.2 MHz)允许使用小尺寸,小尺寸电感器和输出电容器。当器件禁用时,从LX或BAT到OUT的内部传导路径被完全阻断,OUT引脚与电池隔离。此True-Cutoff功能可将关断电流降至50nA。 Ring-Killer还集成了消除非连续传导模式中的高频振铃。除此之外,低电池检测器,逻辑控制关断,循环周期电流限制和热关断为各种电池供电应用提供增值功能。所有这些功能都打开,静态电源电流通常仅为8.5μA。该器件采用紧凑型Micro8封装。 特性 高效率: 3.3 V输出为94% 2.0 V输入时200 mA - 2.5 V输入时500 mA时3.3 V输出时84% 高开关频率,高达1.2 MHz(未达到电流限制) 真正截止功能可降低器件关断电流通常50nA 不连续传导模式的反振铃杀手 高精度参考输出,1.2V 1 1.5%,当V OUT 时,可提供2.5mA负载电流> 3.3V 8.5μA的低静态电流 集成式低电池检测器 打开排水低 - 电池检测器输出 无负载时1.0V启...
发表于 07-30 02:02 362次 阅读
NCP1421 升压转换器 同步矩形 PFM DC-DC 600 mA 具有真正截止和环杀手

NCP6992 AIRFUEL-MR无线电源发送器ASIC

2是一款无线电源ASIC,可提供符合AirFuel MR标准的非接触式6.78 MHz电力传输单元(PTU)所需的电源,测量和支持功能。 NCP6992与蓝牙信令协议(BLE)相结合,通过管理功率传输(包括效率和故障条件管理),有助于调整和优化发送器线圈的功率。 特性 输入电压范围4.5V至22V 提供小型7x7mm²可湿性侧翼电镀QFN-56封装,间距0.4mm 直接从墙上适配器或USB端口供电 可通过3.4 MHzI²C接口进行广泛编程 50 W功率升压控制器,具有可在9V至55.2V(200mV步进)下编程的转换器,具有OVP和自动控制输入选项 可配置的睡眠模式和使用直接输入控制的快速唤醒循环 In集成式降压转换器5V& 500mA 2通用GPIO可用于逻辑I / O,ADC输入或时钟输出 系统LDO可编程为1.2V至3.6V,100 mV步进,带动态电压调节(DVS) USB BC 1.2检测的前端 具有OCP的四相可选6.78MHz PA驱动器 用于天线切换的PWM控制继电器驱动器 用于PA电源电压,电流和温度测量的10位ADC 一个阻抗控制检测器 具有ADC读数的差分...
发表于 07-29 18:02 281次 阅读

BCM84147 具有CDR,VGA和高级功能集的多速率40-Gb / s 1:16 DeMUX

45G串口到SFI-5.1解复用器(DeMux),用于300针40G模块。  BCM84147有一个符合OIF SFI-5.1标准的16位宽传输系统数据接口,带有偏移校正通道,工作频率范围为2.488 Gb / s至2.788 Gb / s。 BCM84147具有两个时钟和数据恢复(CDR)电路,可从接收信号中恢复时钟和数据,然后在SFI-5.1接口上解复用并传输数据。 SFI-5.1接口还有一个额外的去偏移通道。 CDR和解复用器完全集成。数据由集成的CDR恢复。恢复的数据与从每个数据信道顺序复制数据的去偏移信道一起交织到SFI-5.1接口。 SFI-5.1定时时钟由恢复的时钟产生。提取的数据可以选择性地馈送到PRBS检测器。  功能 数据速率支持从39.8 Gb / s到44.6 Gb / s 用于PMD和ISI补偿的均衡器 CDR lockdetect的状态指示灯 RX判定阈值调整 核心电源:1.0V SFI-5.1 CML I / O:1.0V...
发表于 07-04 10:25 305次 阅读
BCM84147 具有CDR,VGA和高级功能集的多速率40-Gb / s 1:16 DeMUX

BCM8154 具有10G时钟的多速率低功耗10 Gb / s NRZ /双二进制收发器

完全集成的MSA兼容多速率SONET / SDH / 10-GbE /光纤通道/ FEC收发器,工作速率为9.953 Gb / s,10.3125 Gb / s,10.519 Gb / s ,10.664 Gb / s,10.709 Gb / s,11.095 Gb / s,11.318 Gb / s或11.352 Gb / s。   片上时钟合成由高频,低抖动PLL,允许使用可选择线速率除以16或64的低频参考时钟.10G TX时钟相位可针对时钟驱动器应用进行调节。片上相位检测器和电荷泵以及外部VCXO实现了清理PLL。清除PLL可用于衰减CDR恢复时钟上的抖动,以用于环路定时应用,或者从嘈杂的系统时钟提供低抖动参考时钟。任何SONET时序模式都可以配置BCM8154时序架构,使得时序模式和清除功能可以在现场而不是在制造期间用户选择,因此简化了工程和制造要求。 功能 完全集成的多速率CDR,DEMUX,MUX,CMU 300针多源协议(MSA)兼容 符合OIF,Telcordia& reg;,ITU- T,XFI规范和IEEE 802.3ae标准 输入灵敏度10 mV峰峰值...
发表于 07-04 10:24 72次 阅读
BCM8154 具有10G时钟的多速率低功耗10 Gb / s NRZ /双二进制收发器

BCM84145 具有CDR,VGA和高级功能集的多速率40-Gb / s 1:4多路分配器

用于300针40G模块的45G串口到SFI-5.2 / XLAUI / OTL3.4 / STL256.4解复用器(demux)。  ; BCM84145具有光互联网论坛(OIF)SFI-5.2 / XLAUI / OTL3.4 / STL256.4兼容的四位宽传输系统数据接口,其偏移校正通道工作在2.488 Gb / s至2.788 Gb / s。 BCM84145具有两个时钟和数据恢复(CDR)电路,可从接收信号中恢复时钟和数据,然后在SFI-5.2 / XLAUI / OTL3.4 / STL256.4接口上解复用并传输数据。 SFI-5.2 / XLAUI / OTL3.4 / STL256.4接口还有一个额外的偏移校正通道。 CDR和解复用器完全集成。数据由集成的CDR恢复。恢复的数据被交错到SFI-5.2 / XLAUI / OTL3.4 / STL256.4接口以及从每个数据信道顺序复制数据的偏移校正信道。 SFI-5.2 / XLAUI / OTL3.4 / STL256.4定时时钟由恢复的时钟产生。提取的数据可以选择性地馈送到PRBS检测器。  功能 数据速率支持从39.8 Gb / s到44.6 Gb / s 用于PMD和ISI补偿的均衡器 CDR lockdetect的状态指示灯 RX判定阈值调整 核心电源:1.0V SFI-5.2 / XLAUI / OTL3.4 / S...
发表于 07-04 10:23 244次 阅读
BCM84145 具有CDR,VGA和高级功能集的多速率40-Gb / s 1:4多路分配器

BCM84141 45G(2 x 23G DQPSK)到SFI-5.1 DeMux

2 x 23G至SFI-5.1解复用器,用于300引脚40G模块,用于差分正交相移键控(DQPSK)应用。  BCM84141具有符合OIF SFI-5.1标准的16位宽发送系统数据接口,其偏移校正信道的工作频率为2.688 Gb / s至2.85 Gb / s。 BCM84141具有两个时钟和数据恢复(CDR)电路,可以从两个(I和Q)通道上的接收信号中恢复时钟和数据,然后在SFI-5.1接口上解复用并传输数据。 SFI-5.1接口还有一个额外的去偏移通道。 CDR和解复用器完全集成。两位数据分别由两个集成的CDR恢复。恢复的两位数据被交织到SFI-5.1接口以及从每个数据信道顺序复制数据的去歪斜通道。 SFI-5.1定时时钟由恢复的时钟产生。提取的数据可以选择性地馈送到PRBS检测器。  功能 数据速率支持从21.5 Gb / s到22.8 Gb / s 差分I和Q通道 PMD和ISI补偿均衡器 CDR lockdetect状态指示灯 RX判决阈值调整 核心电源:1.0V...
发表于 07-04 10:23 225次 阅读
BCM84141 45G(2 x 23G DQPSK)到SFI-5.1 DeMux

BCM8156 多速率低功耗10 Gb / s XFI至SFI-4.1收发器

完全集成的MSA兼容多速率SONET / SDH / 10-GbE /光纤通道/ FEC收发器,工作速率为9.953 Gb / s,10.3125 Gb / s,10.519 Gb / s ,10.664 Gb / s,10.709 Gb / s,11.095 Gb / s,11.318 Gb / s或11.352 Gb / s。   片上时钟合成由高频,低抖动PLL,允许使用可选择线速率除以16或64的低频参考时钟.10G TX时钟相位可针对时钟驱动器应用进行调节。片上相位检测器和电荷泵以及外部VCXO实现了清理PLL。清除PLL可用于衰减CDR恢复时钟上的抖动,以用于环路定时应用,或者从嘈杂的系统时钟提供低抖动参考时钟。任何SONET时序模式都可以配置新的BCM8156时序架构,使得时序模式和清除功能可以在现场而不是在制造期间用户选择,因此简化了工程和制造要求。 功能 完全集成的多速率CDR,DEMUX,MUX,CMU   300针多源协议(MSA)兼容  符合OIF,Telcordia& reg;,ITU-T,XFI规范和IEEE 802.3ae标准  使用环回,模式生成器和检查器进行故障隔离...
发表于 07-04 10:22 152次 阅读
BCM8156 多速率低功耗10 Gb / s XFI至SFI-4.1收发器

MGA-43828 925-960 MHz线性功率放大器模块

Broadcom MGA-43828是一款完全匹配的高线性功率放大器(PA),设计用于925-960 MHz频段。该器件基于Broadcom专有的0.25um GaAs E-pHEMT技术,具有高线性度,增益和功率附加效率(PAE),集成功率检测器和关断功能。 MGA-43828非常适合用作小型蜂窝基站收发台(BTS)应用的最终级PA。  功能 • 线性P OUT 为27 dBm,50 dBc ACLR(UMTS,5MHz),5V供电• 增益为33 dB •  PAE为15%• 完全匹配的50欧姆输入和输出• 集成功率检测器和关机功能•  GaAs E-pHEMT技术• 小包装尺寸:5 x 5 x 0.9 mm   应用程序 •  Small Cell BTS:Femtocells,Picocells,Metrocells和Microcells •  UMTS / LTE Band 8 PA...
发表于 07-04 09:58 435次 阅读
MGA-43828 925-960 MHz线性功率放大器模块

MGA-43728 2.62-2.69 GHz线性功率放大器模块

Broadcom MGA-43728是一款完全匹配的高线性功率放大器(PA),设计用于2.62-2.69 GHz频段。该器件基于Broadcom专有的0.25um GaAs E-pHEMT技术,具有高线性度,增益和功率附加效率(PAE),集成功率检测器和关断功能。 MGA-43728非常适合用作小型蜂窝基站收发台(BTS)应用的最终级PA。   功能 •  线性P OUT 27.3 dBm,48 dBc ACLR [1](LTE,10MHz / 50RB)  5V供电• 增益为38.3 dB •  PAE为13.7%• 完全匹配的50欧姆输入和输出• 集成功率检测器和关机功能•  GaAs E-pHEMT技术• 小包装尺寸:5 x 5 x 0.9 mm 应用 •  Small Cell BTS:Femtocells,Picocells,Metrocells和Microcells •  UMTS / LTE Band 7 PA...
发表于 07-04 09:58 426次 阅读
MGA-43728 2.62-2.69 GHz线性功率放大器模块

MGA-412P8 WLAN功率放大器,19.0 dBm线性Pout @ 3%EVM

Broadcom的MGA-412P8是802.11 b / g WLAN功率放大器,采用微型2 x 2 x 0.75 mm无引脚塑料芯片载体(LPCC)封装。功率放大器专为1.7GHz的应用而设计。至3GHz频率范围,但它针对IEEE 802.11 b / g WLAN应用进行了优化。紧凑的占位面积,低调,集成功率检测器,断电功能和出色的功率效率使MGA-412P8成为移动IEEE的理想选择802.11b / g WLAN应用。 通过使用专有的Broadcom GaAs增强模式pHEMT工艺实现了同类最佳的电源效率。对于54Mb / s数据速率(OFDM调制),它在3%EVM下提供19.0 dBm线性输出功率,在11Mb / s(CCCK调制)数据速率时提供23dBm。 特性 MGA -412P8线性功率放大器设计用于1.7 - 3 GHz频率范围内的无线应用: 2.452 GHz,3.3V(典型值) 25.5 dB增益 25.3 dBm P1dB 19.0 dBm线性Pout @ 3%EVM(95mA) 占地面积小:2X2mm 2 应用 用于IEEE 802.11 b / g WLAN应用的功率放大器 蓝牙功率放大器 2.4GHz ISM频段应用...
发表于 07-04 09:57 296次 阅读
MGA-412P8 WLAN功率放大器,19.0 dBm线性Pout @ 3%EVM

MGA-43040 2.3-2.4 GHz线性功率放大器模块

Broadcom MGA-43040是一款完全匹配的功率放大器(PA),适用于2.3-2.4 GHz频段。该器件基于Broadcom专有的0.25um GaAs E-pHEMT技术,具有高线性度,增益和功率附加效率(PAE),内置功率检测器。   MGA-43040是用作小型蜂窝基站收发台(BTS)应用的最终级PA的理想选择。  功能 线性P OUT 27 dBm,最大-48dBc ACLR1,5V电源 高增益:42 dB PAE为13% 完全匹配的50欧姆输入和输出 内置检测器 GaAs E-pHEMT技术 小包装尺寸:5 x 5 x 0.9 mm 无铅,无卤素且符合RoHS标准 应用 小型蜂窝基站:企业家庭基站,微微蜂窝基站,微型蜂窝基站和Microcells  LTE Band 40 PA...
发表于 07-04 09:54 453次 阅读
MGA-43040 2.3-2.4 GHz线性功率放大器模块

MGA-43003 1.805-1.880 GHz线性功率放大器模块

Broadcom MGA-43003是一款完全匹配的功率放大器(PA),适用于1.805-1.880 GHz频段。该器件基于Broadcom专有的0.25um GaAs E-pHEMT技术,具有高线性度,增益和功率附加效率(PAE)以及内置功率检测器。   MGA-43003非常适合用作小型蜂窝基站收发台(BTS)应用的最终级PA。 功能 线性P OUT 为27 dBm,-48dBc ACLR1,5V电源 高增益:  41.7 dB PAE为14% 完全匹配50 -Ohm输入和输出 内置检测器 GaAs E-pHEMT技术 小包装尺寸:5 x 5 x 0.9 mm 无铅,无卤素且符合RoHS标准   应用 Small Cell BTS:Femtocells,Picocells ,Metrocells和Microcells LTE Band 3  PA    ...
发表于 07-04 09:54 397次 阅读
MGA-43003 1.805-1.880 GHz线性功率放大器模块