车道线检测——Ultra Fast Lane Detection和polyLaneNet

参考文章

1、<>
2、<>

相应代码

https://github.com/cfzd/Ultra-Fast-Lane-Detection
https://github.com/lucastabelini/PolyLaneNet

数据集

Dataset	Frame	Train	Validation	Test	Resolution	Lane	Scenarios	environment
TuSimple	6,408	3,268	358	2,782	1280*720	5	1	highway
CULane	133,235	88,880	9,675	34,680	1640*590	4	9	urban and highway

1、Ultra Fast Lane Detection

将pixel分割转换为grid分类的问题。对H*W的图像划分成h*(w+1)的网格，分割时需要处理H*W个点的进行分类，类别数目(C+1)；现在只需要处理h*C个点的分类，类别数目(w+1)。

Variable	Definition
H	图像高
W	图像宽
h	横向的anchors数目，step=10像素。(对于Tusimple,取160<=H<=710区域,h=56；对于CULane,取260<=H<=530区域,h=28)
w	竖向的gridding cells数目。(对于Tusimple,取w=100；对于CULane,取w=150)
C	车道线条数

划分成grid示意图

与分割的区别

损失函数：

分类损失（交叉熵）+ “平滑”损失（相邻的两条anchor应该相似）+“二阶差分”损失（车道线为直的，斜率一致）

分类损失

平滑损失

二阶差分损失

此外，在训练时，加入分割辅助支路，因此还有分割的交叉熵损失。

2、polyLaneNet

利用多项式进行道路建模（图中所示多项式系数a，每一条车道线有4个系数，即为3阶多项式）。
s为纵向方向车道线距图像底部的最小距离，h为纵向方向车道线距图像底部的最大距离（所有车道线共享一个h），c为车道线的置信度。

预测网络

多项式损失的计算：取y坐标，通过多项式计算x坐标，计算MSE损失。如果某个点损失小于预设阈值，令损失为0，为了减少对于已经预测准确的点的关注。

threshold = nn.Threshold(threshold**2, 0.)
poly_loss = mse(pred_xs[valid_xs], target_xs[valid_xs]) / valid_lanes_idx.sum()
poly_loss = threshold((pred_xs[valid_xs] - target_xs[valid_xs])**2).sum() / (valid_lanes_idx.sum() * valid_xs.sum())

损失函数