轻量级模型提速421倍!人行道提取精度飙升,微出行导航秒级响应
Lightweight Machine Learning-Driven Monocular Sidewalk Path Extraction for Embedded Micromobility Navigation
arXiv CV (cs.CV) #视觉#推理优化 🕐 08-27 12:00

📖 AI 总结

该研究提出了一种面向微型移动设备(如电动滑板车)的轻量级单目 sidewalk 路径提取系统。研究者通过三轮设计迭代,从骨架图基线发展到距离变换走廊规划,最终构建了图像空间架构,并系统比较了五种路径规划方法。核心成果是采用半监督教师-学生框架训练的紧凑型 SegFormer-B0 模型,在保持 11.7 毫秒/帧处理速度的同时,将手标注 IoU 从 0.758 提升至 0.946。在 32 帧标注数据的规划器对比中,图像空间中点规划以 2.2 毫秒实现最低横向中心误差(14.3 像素),相比 BEV 距离变换规划提速 421 倍。六段校园视频(22,679 帧)回放验证了改进后分割将时间不稳定性从 1.46% 降至 0.33%,模板路径可用率提升至 79.3%。研究还发现单目 BEV 路径提取存在脆弱性(某次运行中 99.3% 帧无有效 BEV 路径),最终推荐架构以图像空间中点规划为主、距离变换为备选,BEV 仅用于可视化,整套系统在 CPU 上每帧处理时间低于 50 毫秒,适用于嵌入式行人速度微型移动场景。

🔑 关键词速览

Monocular vision pipeline使用单个摄像头进行感知的视觉处理流程,用于提取路径信息。
SegFormer-B0一种轻量级的Transformer-based语义分割模型,适合在资源受限的硬件上运行。
Teacher-student framework半监督学习框架,教师模型生成伪标签,学生模型学习这些标签以提高性能。
Bird's-eye-view (BEV)鸟瞰图视角,将图像转换为俯视图,常用于路径规划,但在单目设置中可能不稳定。
Distance-transform corridor planning基于距离变换的路径规划方法,通过计算距离场来生成可行走廊。
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