LITE：一种基于局部等距不变性的拓扑编码方法，用于高效利用4D雷达点云进行3D感知

《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》：LITE: Local Isometry-invariant Topology Encoding for Efficient 3D Sensing with 4D Radar Point Clouds

　　

在自动驾驶领域，4D毫米波（MMW）雷达作为一种低成本、全天候的车载感知解决方案，被越来越多地用于对周围环境进行3D空间测量。然而，雷达生成的点云固有的稀疏性和噪声会导致物体级空间定位和测量的不确定性。为了提高基于雷达的物体检测的准确性和鲁棒性，我们提出了局部等距不变拓扑编码（LITE）这一专用于雷达的感知架构，该架构能够显式编码局部等距不变特征。LITE包含了一个针对稀疏雷达数据测量优化的结构化多阶段处理流程。该流程首先在体素级别进行特征聚合，以降低输入维度的同时保持空间精度。自适应等距不变体素编码器（AIVE）提取出在刚性变换下保持一致的稳健的局部几何特征、速度特征和反射率分布。邻域注意力模块（NAM）通过将这些手工制作的特征与周围体素进行结合，将其转换为可训练的、具有上下文意识的嵌入表示。LITE无需辅助图像数据或密集的手动注释，即可作为独立的基于雷达的感知模块实现实时3D物体检测。在TJ4DRadSet数据集上的评估显示，该算法在NVIDIA RTX 3090 Ti上运行时，3D平均精度（mAP）达到32.83%，运行速率为56.3 FPS，证明了其低延迟推理能力和较小的模型规模（参数量为4.848M）。这些结果表明，显式编码局部等距不变特征能够提升空间测量精度和处理效率，从而支持将4D雷达应用于紧凑型、实时的自动驾驶感知系统中。