SMURF : Fusion de représentations multi-espaciales pour la détection d'objets 3D avec un radar d'imagerie 4D

Le radar à ondes millimétriques (mmWave) 4D constitue une technologie prometteuse pour la perception des véhicules, en raison de son coût maîtrisé et de sa capacité à fonctionner efficacement dans des conditions météorologiques défavorables. Toutefois, son adoption a été freinée par des problèmes de densité insuffisante et de bruit présents dans les nuages de points radar. Ce papier présente SMURF (Spatial Multi-Representation Fusion), une nouvelle approche pour la détection d'objets 3D basée sur un seul radar d'imagerie 4D. SMURF exploite plusieurs représentations des points de détection radar, notamment la représentation par piliers et les caractéristiques de densité issues d'une distribution mixte gaussienne multidimensionnelle, estimées par estimation de densité par noyau (KDE). La KDE permet efficacement de réduire les inexactitudes de mesure dues à la résolution angulaire limitée et à la propagation multipath des signaux radar. En outre, elle contribue à atténuer la sparsité du nuage de points en capturant les caractéristiques de densité. Des évaluations expérimentales menées sur les jeux de données View-of-Delft (VoD) et TJ4DRadSet démontrent l’efficacité et la capacité de généralisation de SMURF, qui surpassent les modèles récents basés sur une seule représentation pour les radars d'imagerie 4D. En outre, en utilisant uniquement un radar d'imagerie 4D, SMURF atteint des performances comparables à celles des méthodes de fusion radar et caméra de pointe, avec une amélioration de 1,22 % en précision moyenne en vue de dessus (bird’s-eye view) sur le jeu de données TJ4DRadSet et de 1,32 % en précision moyenne 3D sur l’ensemble de la zone annotée du jeu de données VoD. La méthode proposée présente un temps d’inférence remarquable, répondant aux exigences de détection en temps réel, avec un temps d’inférence inférieur ou égal à 0,05 seconde pour la majorité des scans sur les deux jeux de données. Cette recherche met en évidence les avantages du radar mmWave 4D et établit une référence solide pour les travaux ultérieurs sur la détection d’objets 3D à l’aide de radars d’imagerie 4D.