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【自动驾驶】PETR/PETRv2/StreamPETR论文分析

news 2025/8/7 9:47:33

1.PETR

PETR网络结构如下，主要包括image-backbone, 3D Coordinates Generator, 3D Position Encoder, transformer Decoder

1.1 Images Backbone

采用resnet 或者 vovNet,下面的x表示concatenate

1.2 3D Coordinates Generator

坐标生成跟lss类似，假设一系列深度值，再有相机内存进行坐标转换

1.3 3D Position Encoder

将多视图2D图像特征输入到1×1卷积层以进行降维。这个由三维坐标生成器生成的三维坐标被转换为通过多层感知的3D位置嵌入。3D位置嵌入与同一视图的2D图像特征相加，生成3D位置感知功能。最后，3D位置感知特征被展平并且用作变换器解码器的输入。

这里2D部分是经过三角函数编码后与3DpositionEmb相加作为K, 原始的iamge feature作为V 输入transformerDecoder

1.4 Transformer Decoder

DET Query Generator

为了缓解在3D场景中的收敛困难，类似于Anchor DETR，我们首先在均匀分布的3D世界空间中初始化一组可学习的锚点从0到1。然后将3D锚点的坐标输入到小MLP具有两个线性层的网络，并生成初始对象查询Q0。在我们的实践中，在三维空间中使用锚点可以保证收敛在采用DETR中的设置或生成锚点的同时在BEV空间中不能实现令人满意的检测性能。

1.5 测试

训练资源如下：

代码执行图：

可视化效果

时延测试：

extract_feat_time	0.0166
positional_encod_time	0.0150
transformer_time	0.0074
fnn_time	0.0031
get_bboxes_time	0.0015

2. PETRV2

petrv2的整体框图如下，与petr不同的地方在于加入了时序模块，分割头，以及改变了 3D Position Encoder

2.1 与petr差异

PE : 3D Position Encoder部分

Query Generator

3. StreamPETR

StreamPETR的总体架构。内存队列存储历史对象查询。在Propagation Transformer中，最近的对象查询依次与历史查询和当前图像特征交互，以获得时间和空间信息。输出查询被进一步用于生成检测结果，并且前K个非背景目标查询被推送到存储器队列中。通过存储器队列的循环更新，长期时间信息被逐帧传播。

3.1 Propagation Transformer模块

Propagation Transformer和MLN 的细节。在PT中，object查询与混合查询和图像特征进行迭代交互。运动感知层规范化对运动属性进行编码（姿态、时间戳、速度），并隐式地执行补偿。不同色调的矩形象征着来自不同帧，灰色矩形表示当前帧的初始化查询，虚线矩形对应于背景查询。

3.2 Hybrid Attention

Hybrid Attention在这里用于取代原生的self-attention。首先它起到self-attention的作用，对于当前帧的重复框进行抑制。其次，当前帧的object query还需要和历史帧object query做类似cross attention操作，进行时序的交互。由于hybrid queries远小于cross attention中 image token的数量，因此所带来的额外计算量可以忽略不计。此外历史object query也会传递到当前帧为当前帧提供更好的初始化（propagate query）。