Studying the inherent symmetry of data is of great importance in machine learning. Point cloud, the most important data format for 3D environmental perception, is naturally endowed with strong radial symmetry. In this work, we exploit this radial symmetry via a divide-and-conquer strategy to boost 3D perception performance and ease optimization. We propose Azimuth Normalization (AziNorm), which normalizes the point clouds along the radial direction and eliminates the variability brought by the difference of azimuth. AziNorm can be flexibly incorporated into most LiDAR-based perception methods. To validate its effectiveness and generalization ability, we apply AziNorm in both object detection and semantic segmentation. For detection, we integrate AziNorm into two representative detection methods, the one-stage SECOND detector and the state-of-the-art two-stage PV-RCNN detector. Experiments on Waymo Open Dataset demonstrate that AziNorm improves SECOND and PV-RCNN by 7.03 mAPH and 3.01 mAPH respectively. For segmentation, we integrate AziNorm into KPConv. On SemanticKitti dataset, AziNorm improves KPConv by 1.6/1.1 mIoU on val/test set. Besides, AziNorm remarkably improves data efficiency and accelerates convergence, reducing the requirement of data amounts or training epochs by an order of magnitude. SECOND w/ AziNorm can significantly outperform fully trained vanilla SECOND, even trained with only 10% data or 10% epochs. Code and models are available at https://github.com/hustvl/AziNorm.


翻译:研究数据内在的对称性在机器学习中非常重要。 点云( 3D 环境感知的最重要数据格式), 3D 环境感知的最重要的数据格式AziNorm 可以灵活地融入大多数基于 LiDAR 的感知方法中。 为了验证其有效性和一般化能力, 我们在这项工作中通过分解和共解战略来利用这种辐射对称性来提高3D感知性能和方便优化。 我们建议Azimuth 正常化( AziNorm), 使点云在辐射方向上正常化, 并消除偏差带来的变异性。 AziNormm可以灵活地将AziNorm 灵活地融入到基于3DAR 的感知力方法中。 为了检测, 我们将AziNommus 结合到两种有代表性的检测方法中, 一级二氧化物探测器和两阶段PV- RCNNNNN 探测器的状态。 在Weam- 开放数据设置中, AziN1 ms Styal Stredustreal dal dal dal dal 。 AS deal sess AS deal dal sess 。

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