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【論文閱讀】以及部署B(yǎng)EVFusion: A Simple and Robust LiDAR-Camera Fusion Framework

2年前作者：揮劍決浮云 -分類：Toy博客閱讀(51)違法舉報

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BEVFusion: A Simple and Robust LiDAR-Camera Fusion Framework
BEVFusion：一個簡單而強大的LiDAR-相機融合框架

NeurIPS 2022

多模態(tài)傳感器融合意味著信息互補、穩(wěn)定，是自動駕駛感知的重要一環(huán)，本文注重工業(yè)落地，實際應用

融合方案:
前融合（數據級融合）指通過空間對齊直接融合不同模態(tài)的原始傳感器數據。
深度融合（特征級融合）指通過級聯或者元素相乘在特征空間中融合跨模態(tài)數據。
后融合（目標級融合）指將各模態(tài)模型的預測結果進行融合，做出最終決策。

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框架與以前的激光雷達-相機融合方法的比較:
【論文閱讀】以及部署B(yǎng)EVFusion: A Simple and Robust LiDAR-Camera Fusion Framework,點云,論文閱讀
a.將圖像特征投影到原始點云上的點級融合機制
從點出發(fā)，從點云中采樣一些點，然后根據相機的內參和外參矩陣，投影到圖像上，采樣到圖像特征，然后拼接回點云，利用融合后的特征經過點云處理模塊去做3D檢測

b.將LiDAR 特征或建議分別投影到每個視圖圖像上以提取RGB信息的特征級融合機制
將兩種模態(tài)的中間特征通過內外參矩陣，拼接投影，融合出完整的特征，傳遞的是query,輸入點云，通過一個點云網絡，得到初始位置，初始位置去圖像上采樣特征，采樣完再拼接到原始點云特征上

c.提出將相機網絡與LiDAR輸入分離
相機內外參偏差，點云投影會有偏差；相機卡幀；雷達出問題
前兩種有主次依賴關系，一方出錯影響另一方，故提出并行框架

///

BEVFusion主體結構
包括相機模塊Camera Stream，點云模塊LiDAR Stream以及融合模塊
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圖像分支：

Camera Stream設計流程：
步驟1：2D Backbone提取基礎圖像特征(LSS)
步驟2：FPN+ADP，多尺度特征融合
步驟3：2D → 3D特征轉換模塊
步驟4：3D → BEV特征編碼模塊
輸出：Camera BEV Features
//
FPN+ADP設計流程：【論文閱讀】以及部署B(yǎng)EVFusion: A Simple and Robust LiDAR-Camera Fusion Framework,點云,論文閱讀
輸入：基礎圖像特征
步驟1：每層特征使用ADP模塊
步驟2：ADP模塊包括上采樣、池化、卷積
步驟3：多層特征融合
輸出：多尺度融合特征

/
2D → 3D特征轉換模塊:
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輸入：多尺度融合特征
步驟1：深度分布估計
步驟2：2D到3D投影計算
輸出：3D偽體素特征
/

點云分支

LiDAR Stream設計流程：
輸入：原始點云
主要步驟：通過3D Backbone，處理原始點云數據，同時壓縮到BEV空間，生成BEV特征
輸出：LiDAR BEV Features
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用的是 pointpillar結構點柱

Fusion Module
融合模塊
Fusion Module設計流程：
輸入：點云和圖像BEV特征
步驟1：按通道維度級聯點云和圖像BEV特征，再通過卷積網絡提取級聯后的特征
步驟2：通過全局平均池化和卷積預測，實現對級聯特征的自適應挑選
輸出：融合后的特征
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/
模態(tài)消融實驗：
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多模態(tài)的可行性，橙色框表示該范圍內物體點云信息被丟棄，但BEVFusion可以通過camera分支恢復

nuScenes驗證集(上)和測試集(下)的結果:
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/
阿里&北大版本的bevfusion環(huán)境部署：
首先git項目
https://github.com/ADLab-AutoDrive/BEVFusion.git

mmdet - INFO - Environment info:
------------------------------------------------------------
sys.platform: linux
Python: 3.8.3 (default, Jul  2 2020, 16:21:59) [GCC 7.3.0]
CUDA available: True
GPU 0,1: NVIDIA GeForce RTX 3090
CUDA_HOME: /usr/local/cuda
NVCC: Build cuda_11.1.TC455_06.29190527_0
GCC: gcc (Ubuntu 7.5.0-3ubuntu1~18.04) 7.5.0
PyTorch: 1.8.0+cu111
PyTorch compiling details: PyTorch built with:
  - GCC 7.3
  - C++ Version: 201402
  - Intel(R) Math Kernel Library Version 2020.0.0 Product Build 20191122 for Intel(R) 64 architecture applications
  - Intel(R) MKL-DNN v1.7.0 (Git Hash 7aed236906b1f7a05c0917e5257a1af05e9ff683)
  - OpenMP 201511 (a.k.a. OpenMP 4.5)
  - NNPACK is enabled
  - CPU capability usage: AVX2
  - CUDA Runtime 11.1
  - NVCC architecture flags: -gencode;arch=compute_37,code=sm_37;-gencode;arch=compute_50,code=sm_50;-gencode;arch=compute_60,code=sm_60;-gencode;arch=compute_70,code=sm_70;-gencode;arch=compute_75,code=sm_75;-gencode;arch=compute_80,code=sm_80;-gencode;arch=compute_86,code=sm_86
  - CuDNN 8.0.5
  - Magma 2.5.2
  - Build settings: BLAS_INFO=mkl, BUILD_TYPE=Release, CUDA_VERSION=11.1, CUDNN_VERSION=8.0.5, CXX_COMPILER=/opt/rh/devtoolset-7/root/usr/bin/c++, CXX_FLAGS= -Wno-deprecated -fvisibility-inlines-hidden -DUSE_PTHREADPOOL -fopenmp -DNDEBUG -DUSE_KINETO -DUSE_FBGEMM -DUSE_QNNPACK -DUSE_PYTORCH_QNNPACK -DUSE_XNNPACK -O2 -fPIC -Wno-narrowing -Wall -Wextra -Werror=return-type -Wno-missing-field-initializers -Wno-type-limits -Wno-array-bounds -Wno-unknown-pragmas -Wno-sign-compare -Wno-unused-parameter -Wno-unused-variable -Wno-unused-function -Wno-unused-result -Wno-unused-local-typedefs -Wno-strict-overflow -Wno-strict-aliasing -Wno-error=deprecated-declarations -Wno-stringop-overflow -Wno-psabi -Wno-error=pedantic -Wno-error=redundant-decls -Wno-error=old-style-cast -fdiagnostics-color=always -faligned-new -Wno-unused-but-set-variable -Wno-maybe-uninitialized -fno-math-errno -fno-trapping-math -Werror=format -Wno-stringop-overflow, LAPACK_INFO=mkl, PERF_WITH_AVX=1, PERF_WITH_AVX2=1, PERF_WITH_AVX512=1, TORCH_VERSION=1.8.0, USE_CUDA=ON, USE_CUDNN=ON, USE_EXCEPTION_PTR=1, USE_GFLAGS=OFF, USE_GLOG=OFF, USE_MKL=ON, USE_MKLDNN=ON, USE_MPI=OFF, USE_NCCL=ON, USE_NNPACK=ON, USE_OPENMP=ON, 

TorchVision: 0.9.0+cu111
OpenCV: 4.8.1
MMCV: 1.4.0
MMCV Compiler: GCC 7.3
MMCV CUDA Compiler: 11.1
MMDetection: 2.11.0
MMDetection3D: 0.11.0+fb4384c
------------------------------------------------------------

庫：

# packages in environment at /root/miniconda3/envs/bevfusion:
#
# Name                    Version                   Build  Channel
_libgcc_mutex             0.1                        main    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
_openmp_mutex             5.1                       1_gnu    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
absl-py                   2.0.0                    pypi_0    pypi
addict                    2.4.0                    pypi_0    pypi
anyio                     4.0.0                    pypi_0    pypi
argon2-cffi               23.1.0                   pypi_0    pypi
argon2-cffi-bindings      21.2.0                   pypi_0    pypi
arrow                     1.3.0                    pypi_0    pypi
asttokens                 2.4.0                    pypi_0    pypi
async-lru                 2.0.4                    pypi_0    pypi
attrs                     23.1.0                   pypi_0    pypi
babel                     2.13.0                   pypi_0    pypi
backcall                  0.2.0                    pypi_0    pypi
beautifulsoup4            4.12.2                   pypi_0    pypi
black                     23.9.1                   pypi_0    pypi
bleach                    6.1.0                    pypi_0    pypi
ca-certificates           2023.08.22           h06a4308_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
cachetools                5.3.1                    pypi_0    pypi
certifi                   2023.7.22                pypi_0    pypi
cffi                      1.16.0                   pypi_0    pypi
charset-normalizer        3.3.0                    pypi_0    pypi
click                     8.1.7                    pypi_0    pypi
comm                      0.1.4                    pypi_0    pypi
contourpy                 1.1.1                    pypi_0    pypi
cycler                    0.12.1                   pypi_0    pypi
cython                    0.29.32                  pypi_0    pypi
debugpy                   1.8.0                    pypi_0    pypi
decorator                 5.1.1                    pypi_0    pypi
defusedxml                0.7.1                    pypi_0    pypi
descartes                 1.1.0                    pypi_0    pypi
exceptiongroup            1.1.3                    pypi_0    pypi
executing                 2.0.0                    pypi_0    pypi
fastjsonschema            2.18.1                   pypi_0    pypi
filelock                  3.12.4                   pypi_0    pypi
fire                      0.5.0                    pypi_0    pypi
flake8                    6.1.0                    pypi_0    pypi
fonttools                 4.43.1                   pypi_0    pypi
fqdn                      1.5.1                    pypi_0    pypi
fsspec                    2023.9.2                 pypi_0    pypi
google-auth               2.23.3                   pypi_0    pypi
google-auth-oauthlib      1.0.0                    pypi_0    pypi
grpcio                    1.59.0                   pypi_0    pypi
huggingface-hub           0.18.0                   pypi_0    pypi
idna                      3.4                      pypi_0    pypi
imageio                   2.31.5                   pypi_0    pypi
importlib-metadata        6.8.0                    pypi_0    pypi
importlib-resources       6.1.0                    pypi_0    pypi
iniconfig                 2.0.0                    pypi_0    pypi
ipykernel                 6.25.2                   pypi_0    pypi
ipython                   8.12.3                   pypi_0    pypi
ipython-genutils          0.2.0                    pypi_0    pypi
ipywidgets                8.1.1                    pypi_0    pypi
isoduration               20.11.0                  pypi_0    pypi
jedi                      0.19.1                   pypi_0    pypi
jinja2                    3.1.2                    pypi_0    pypi
joblib                    1.3.2                    pypi_0    pypi
json5                     0.9.14                   pypi_0    pypi
jsonpointer               2.4                      pypi_0    pypi
jsonschema                4.19.1                   pypi_0    pypi
jsonschema-specifications 2023.7.1                 pypi_0    pypi
jupyter                   1.0.0                    pypi_0    pypi
jupyter-client            8.4.0                    pypi_0    pypi
jupyter-console           6.6.3                    pypi_0    pypi
jupyter-core              5.4.0                    pypi_0    pypi
jupyter-events            0.7.0                    pypi_0    pypi
jupyter-lsp               2.2.0                    pypi_0    pypi
jupyter-server            2.7.3                    pypi_0    pypi
jupyter-server-terminals  0.4.4                    pypi_0    pypi
jupyterlab                4.0.7                    pypi_0    pypi
jupyterlab-pygments       0.2.2                    pypi_0    pypi
jupyterlab-server         2.25.0                   pypi_0    pypi
jupyterlab-widgets        3.0.9                    pypi_0    pypi
kiwisolver                1.4.5                    pypi_0    pypi
ld_impl_linux-64          2.38                 h1181459_1    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
libffi                    3.3                  he6710b0_2    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
libgcc-ng                 11.2.0               h1234567_1    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
libgomp                   11.2.0               h1234567_1    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
libstdcxx-ng              11.2.0               h1234567_1    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
llvmlite                  0.31.0                   pypi_0    pypi
lyft-dataset-sdk          0.0.8                    pypi_0    pypi
markdown                  3.5                      pypi_0    pypi
markupsafe                2.1.3                    pypi_0    pypi
matplotlib                3.6.2                    pypi_0    pypi
matplotlib-inline         0.1.6                    pypi_0    pypi
mccabe                    0.7.0                    pypi_0    pypi
mistune                   3.0.2                    pypi_0    pypi
mmcv-full                 1.4.0                    pypi_0    pypi
mmdet                     2.11.0                    dev_0    <develop>
mmdet3d                   0.11.0                    dev_0    <develop>
mmpycocotools             12.0.3                   pypi_0    pypi
mypy-extensions           1.0.0                    pypi_0    pypi
nbclient                  0.8.0                    pypi_0    pypi
nbconvert                 7.9.2                    pypi_0    pypi
nbformat                  5.9.2                    pypi_0    pypi
ncurses                   6.4                  h6a678d5_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
nest-asyncio              1.5.8                    pypi_0    pypi
networkx                  2.2                      pypi_0    pypi
notebook                  7.0.5                    pypi_0    pypi
notebook-shim             0.2.3                    pypi_0    pypi
numba                     0.48.0                   pypi_0    pypi
numpy                     1.19.5                   pypi_0    pypi
nuscenes-devkit           1.1.9                    pypi_0    pypi
oauthlib                  3.2.2                    pypi_0    pypi
opencv-python             4.8.1.78                 pypi_0    pypi
openssl                   1.1.1w               h7f8727e_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
overrides                 7.4.0                    pypi_0    pypi
packaging                 23.2                     pypi_0    pypi
pandas                    1.4.4                    pypi_0    pypi
pandocfilters             1.5.0                    pypi_0    pypi
parso                     0.8.3                    pypi_0    pypi
pathspec                  0.11.2                   pypi_0    pypi
pexpect                   4.8.0                    pypi_0    pypi
pickleshare               0.7.5                    pypi_0    pypi
pillow                    10.1.0                   pypi_0    pypi
pip                       23.2.1           py38h06a4308_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
pkgutil-resolve-name      1.3.10                   pypi_0    pypi
platformdirs              3.11.0                   pypi_0    pypi
plotly                    5.11.0                   pypi_0    pypi
pluggy                    1.3.0                    pypi_0    pypi
plyfile                   1.0.1                    pypi_0    pypi
prometheus-client         0.17.1                   pypi_0    pypi
prompt-toolkit            3.0.39                   pypi_0    pypi
protobuf                  4.24.4                   pypi_0    pypi
psutil                    5.9.6                    pypi_0    pypi
ptyprocess                0.7.0                    pypi_0    pypi
pure-eval                 0.2.2                    pypi_0    pypi
pyasn1                    0.5.0                    pypi_0    pypi
pyasn1-modules            0.3.0                    pypi_0    pypi
pycocotools               2.0.7                    pypi_0    pypi
pycodestyle               2.11.1                   pypi_0    pypi
pycparser                 2.21                     pypi_0    pypi
pyflakes                  3.1.0                    pypi_0    pypi
pygments                  2.16.1                   pypi_0    pypi
pyparsing                 3.1.1                    pypi_0    pypi
pyquaternion              0.9.9                    pypi_0    pypi
pytest                    7.4.2                    pypi_0    pypi
python                    3.8.3                hcff3b4d_2    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
python-dateutil           2.8.2                    pypi_0    pypi
python-json-logger        2.0.7                    pypi_0    pypi
pytz                      2023.3.post1             pypi_0    pypi
pywavelets                1.4.1                    pypi_0    pypi
pyyaml                    6.0.1                    pypi_0    pypi
pyzmq                     25.1.1                   pypi_0    pypi
qtconsole                 5.4.4                    pypi_0    pypi
qtpy                      2.4.0                    pypi_0    pypi
readline                  8.2                  h5eee18b_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
referencing               0.30.2                   pypi_0    pypi
requests                  2.31.0                   pypi_0    pypi
requests-oauthlib         1.3.1                    pypi_0    pypi
rfc3339-validator         0.1.4                    pypi_0    pypi
rfc3986-validator         0.1.1                    pypi_0    pypi
rpds-py                   0.10.6                   pypi_0    pypi
rsa                       4.9                      pypi_0    pypi
safetensors               0.4.0                    pypi_0    pypi
scikit-image              0.19.3                   pypi_0    pypi
scikit-learn              1.1.3                    pypi_0    pypi
scipy                     1.9.3                    pypi_0    pypi
send2trash                1.8.2                    pypi_0    pypi
setuptools                68.0.0           py38h06a4308_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
shapely                   1.8.5.post1              pypi_0    pypi
six                       1.16.0                   pypi_0    pypi
sniffio                   1.3.0                    pypi_0    pypi
soupsieve                 2.5                      pypi_0    pypi
sqlite                    3.41.2               h5eee18b_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
stack-data                0.6.3                    pypi_0    pypi
tenacity                  8.2.3                    pypi_0    pypi
tensorboard               2.14.1                   pypi_0    pypi
tensorboard-data-server   0.7.1                    pypi_0    pypi
termcolor                 2.3.0                    pypi_0    pypi
terminado                 0.17.1                   pypi_0    pypi
terminaltables            3.1.10                   pypi_0    pypi
threadpoolctl             3.2.0                    pypi_0    pypi
tifffile                  2023.7.10                pypi_0    pypi
timm                      0.9.7                    pypi_0    pypi
tinycss2                  1.2.1                    pypi_0    pypi
tk                        8.6.12               h1ccaba5_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
tomli                     2.0.1                    pypi_0    pypi
torch                     1.8.0+cu111              pypi_0    pypi
torchaudio                0.8.0                    pypi_0    pypi
torchvision               0.9.0+cu111              pypi_0    pypi
tornado                   6.3.3                    pypi_0    pypi
tqdm                      4.66.1                   pypi_0    pypi
traitlets                 5.11.2                   pypi_0    pypi
types-python-dateutil     2.8.19.14                pypi_0    pypi
typing-extensions         4.8.0                    pypi_0    pypi
uri-template              1.3.0                    pypi_0    pypi
urllib3                   2.0.6                    pypi_0    pypi
wcwidth                   0.2.8                    pypi_0    pypi
webcolors                 1.13                     pypi_0    pypi
webencodings              0.5.1                    pypi_0    pypi
websocket-client          1.6.4                    pypi_0    pypi
werkzeug                  3.0.0                    pypi_0    pypi
wheel                     0.41.2           py38h06a4308_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
widgetsnbextension        4.0.9                    pypi_0    pypi
xz                        5.4.2                h5eee18b_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main
yapf                      0.32.0                   pypi_0    pypi
zipp                      3.17.0                   pypi_0    pypi
zlib                      1.2.13               h5eee18b_0    https://mirrors.ustc.edu.cn/anaconda/pkgs/main

最重要的是這三個：
【論文閱讀】以及部署B(yǎng)EVFusion: A Simple and Robust LiDAR-Camera Fusion Framework,點云,論文閱讀
mmcv-full一定要下載好與環(huán)境對應的版本，不然會影響編譯，出奇怪的環(huán)境錯誤
提供我用的mmcv-full地址mmcv-full 1.4.0 cuda11 torch1.8.0版本
下好后直接pip安裝這個壓縮包（mmcv-full 1.4.0 安裝好了）
其他的可以按照如上先pip install 下好,以免編譯過程系統找這些包超時，也可直接編譯，報一個不匹配裝一個

然后 cd mmdetection-2.11.0，依次執(zhí)行

pip install -r requirements/build.txt
pip install -v -e .  # or "python setup.py develop"

（mmdet 2.11.0 編譯完畢）
編譯最好執(zhí)行這個命令：python setup.py develop
mmdetection3d沒必要按他說的重新下載，整個文件夾就相當是，所以直接回到上級目錄，執(zhí)行 python setup.py develop（mmdet3d 0.11.0 編譯完畢）

data文件直接在BEVFusion下創(chuàng)建，并把下載好的nuscenes解壓放好，包括測試集解壓后470多g
執(zhí)行
python tools/create_data.py nuscenes --root-path ./data/nuscenes --out-dir ./data/nuscenes --extra-tag nuscenes處理數據，要點時間

# training example for bevfusion-pointpillar 
# train nuimage for camera stream backbone and neck.
./tools/dist_train.sh configs/bevfusion/cam_stream/mask_rcnn_dbswin-t_fpn_3x_nuim_cocopre.py 8
# first train camera stream
./tools/dist_train.sh configs/bevfusion/cam_stream/bevf_pp_4x8_2x_nusc_cam.py 8
# then train LiDAR stream
./tools/dist_train.sh configs/bevfusion/lidar_stream/hv_pointpillars_secfpn_sbn-all_4x8_2x_nus-3d.py 8
# then train BEVFusion
./tools/dist_train.sh configs/bevfusion/bevf_pp_2x8_1x_nusc.py 8

8是gpu數，按卡數改
執(zhí)行訓練，第一條nuimage的訓練可以忽略，直接git上下載模型放好，后面三條語句依次執(zhí)行就行，官方要求3090*8，自己沒這么多卡，就兩張，把batchsize調為1勉強能跑【論文閱讀】以及部署B(yǎng)EVFusion: A Simple and Robust LiDAR-Camera Fusion Framework,點云,論文閱讀文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-759679.html

到了這里，關于【論文閱讀】以及部署B(yǎng)EVFusion: A Simple and Robust LiDAR-Camera Fusion Framework的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網！

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