之前和大家聊过Waymo的自动驾驶训练数据集WOD（相关阅读：一文解析Waymo的自动驾驶训练数据集WOD），百度在2019年也发表了自己的自动驾驶训练测试数据集ApolloScape，论文为《The ApolloScape Open Dataset for Autonomous Driving and its Application》。这个数据集最大特色是使用了高精度地图采集车，激光雷达点云密度极高，达到光学成像级的密度。因此它是唯一具备稠密环境语义分割的3D点云数据集，包含超过20个地点。
因为是地图级采集车，所以相机方位姿态准确度极高，6自由度下，translation ≤ 50 mm, rotation ≤ 0.015°。相机917万像素，在所有数据采集系统中稳居第一。地图自然离不开道路标识，百度的数据集包含最丰富的道路标识，像素级道路标识包含多达35个分类，160K以上图像。地图需要高精度定位，百度数据集的定位也是所有数据集中最强的。
百度数据集包含多种视觉化信息
百度的数据采集车就是百度地图的数据采集车，车辆本身是百万元级的丰田陆地巡洋舰，车顶的采集系统是Rigel的VMX-1HA。
VMX-1HA系统构成
VMX-1HA是2017年老产品，目前已被VMX-2HA取代。VMX-1HA最重要的部件是两个测绘级激光雷达VUX-1HA。
VMX-1HA的性能参数，精度达到惊人的3毫米级，扫描线为500线，有效距离超400米，每秒200万点发射频率，双回波整体系统就是800万点密度。效果可以达到光学相机水准，特别是道路标识可以和相机互补，相机会有光线干扰，夜间或天气不佳时不够清晰，激光雷达没有这个问题。
这种级别的激光雷达可以做城市建筑模型，文物数字化，交通基础设施地图。
VMX-1HA检测头
VMX-1HA配备6个摄像头，2HA是7个摄像头。6个摄像头覆盖360°全景，这6个不是鱼眼镜头(鱼眼镜头畸变要做矫正)， 而是普通镜头，因此无需矫正。前两个摄像头像素达3384*2710，也就是917万像素，是目前所有采集系统中最高的像素。其余四个是500万像素。
做为地图，定位自然要求极高，绝对定位精度达到20毫米。
VMX-1HA还可以选配FLIR的Ladybug5热成像系统，10米内可达4K级别清晰度，价格很高。
激光雷达可以避免摄像头的缺陷，如这种被遮挡的、对比度极高的、镜面反射的情形。
分割种类和同步像素标注的数量
道路标识Landmark分类和同步像素标注数量，道路标识分11大类，28小类，非常细致。
百度数据集标注管线
百度数据集人工标注工具界面
百度数据集的标注管线，a为原始图像，b为激光雷达投影图像，c去掉移动目标，d和e为深度投影与分类，f填补e的天空和移动目标去除后的空洞，这与高精度地图的制作流程颇为类似。
语义分割框架如上图，使用DeLS 3D，这是百度的一种算法，论文为《DeLS-3D: Deep Localization and Segmentation with a 3D Semantic Map》。黑箭头代表测试过程，红箭头为训练和评估过程，黄色的锥体代表相机的定位，输入包含一连串的图像和与之同步的GPS IMU信息。
Segment CNN架构
SegmentCNN又称SegNet，是剑桥大学2015年11月发表的论文《SegNet: A Deep Convolutional Encoder-Decoder Architecture for Image》是最早做语义分割比较成功的模型，直到今天效果还不错，确实很厉害。
SegNet网络结构如图所示，Input为输入图片，Output为输出分割的图像，不同颜色代表不同的分类。语义分割的重要性就在于不仅告诉你图片中某个东西是什么，而且告知你它在图片的位置。我们可以看到是一个对称网络，由中间绿色pooling池化层与红色upsampling上取样层作为分割，左边是卷积提取高维特征，并通过pooling使图片变小，SegNet作者称为Encoder，右边是反卷积（在这里反卷积与卷积没有区别）与upsampling，通过反卷积使得图像分类后特征得以重现，upsampling使图像变大，SegNet作者称为Decoder，最后通过Softmax，输出不同分类的最大值。这就是大致的SegNet过程。
百度ApolloScape的基线，SegCNN效果最佳。
几种算法对比
最后说一下语义分割的指标之一MIoU (Mean Intersection over Union)，即交并比。
在进行语义分割结果评价的时候，常常将预测出来的结果分为四个部分：true positive、false positive、true negative和false negative, 其中negative就是指非物体标签的部分(可以直接理解为背景)，那么显而易见的，positive就是指有标签的部分。
基于类进行计算的IoU就是将每一类的IoU计算之后累加，再进行平均，得到的就是基于全局的评价，所以我们求的IoU其实是取了均值的IoU，也就是均交并比（mean IoU）。
数据集系列到此完毕，还有值得一提的是大众与福特合资的Argo公司的Argoverse，不过之前的文章已经有详细描述。综合来看，自动驾驶研究的热点一个是从2D Bounding Box向语义分割，3D方向，单目立体重建，另一个是动作行为预测，光流追踪和路径规划。不过目前业内还是以2D Bounding Box为主。
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