如何做好全自动化ADAS 高精度标注?

一、引言

在ADAS(高级辅助驾驶)开发领域,高质量的标注数据是算法迭代的核心基础。然而,传统依赖人工标注的模式通常成本高昂、周期漫长,每年投入可达数百万美元,处理时间往往需要数月,严重制约了研发效率与项目推进速度。

这正是本文介绍的aiData Auto Annotator 解决方案的核心价值:由 aiMotive 打造的强大自动化工具,旨在大幅降低标注成本并缩短处理时间。当路测数据采集完成后,该工具即可确保标注数据集的快速、可靠交付,让研究人员和工程师能够零延时地持续优化 ADAS 算法栈。

过去几年中,Auto Annotator 已累计为客户节省数千万美元的标注开支。aiMotive 自身的ADAS算法栈已完全使用自动标注数据进行训练,在控制开发预算的同时,保持了软件栈的性能竞争力。该工具的自动标注算法已在多项精度指标上稳定超过人工标注基准。

本文将从以下几个方面阐述aiData自动标注技术带来的关键优势,此外文末增设“技术原理深度解析”章节,为开发者详解工具链底层逻辑。

二、核心技术特性

(1)动态与静态对象的自动化 3D 标注

aiData Auto Annotator 超越了传统解决方案,它能够为动态交通参与者(如车辆、行人、骑行者、交通标志和红绿灯)生成高精度的 3D 标注框,并自动标注车道线和路面标识等静态元素

当前市场上多数自动标注工具仅支持2D输出,局限了数据在3D空间感知任务中的应用价值。2D标注虽可满足2D目标检测器的训练需求,但在车辆距离、精确尺寸等空间属性估计方面存在明显短板。

相比之下,3D标注则能够更全面、精准地还原驾驶环境,完整捕捉目标对象的尺寸、朝向与位置信息,其提供的深度信息是实现精准定位与可靠决策的关键前提。尤为重要的是,3D标注具备遮挡处理能力,可有效检测并解析部分遮挡物体,这一特性是2D标注难以实现的,也是构建适应复杂真实路况的稳健感知系统的核心基础。

如何做好全自动化ADAS 高精度标注?的图1

(2)超越人工基准的标注精度

长期以来,人工标注被视为数据标注的基准标准,但人工标注存在固有局限:多数供应商仅能保证约95%的标注准确率,若需提升精度,需投入大量资源开展多轮质量核查,导致成本激增,难以适用于大规模数据集。

随着 aiData Auto Annotator 的出现,意味着我们可以全自动获取到高精度的数据集。

该方案在全运行设计域(ODD)内,标注精度与召回率均达到并超越人工标注水平,推动数据处理流水线实现关键性转变。目前aiMotive内部AD算法栈的训练与验证数据集,已基本完全依托该自动标注算法生成,可在不妥协精度的前提下,实现数据的快速交付、规模化扩展与质量稳定性保障。 (注:前提是考虑了遮挡处理、仅关注相关 ROI 区域且假设非对抗性天气条件下)

如何做好全自动化ADAS 高精度标注?的图2

(3)多场景自适应的泛化能力

aiData Auto Annotator具备极强的场景适配性,已在日本道路测试、卡车运输专项适配等不同地域、不同类型的应用场景中得到验证,展现出稳定的可靠性与灵活的扩展性。

这一特性源于其核心技术架构:依托强大的基础模型,结合少样本学习(FSL)与相似性搜索技术,可通过极少量新增数据完成现有类别的微调与新图像类别的发现。在多数场景下,仅需少量图像数据即可完成流水线的跨领域适配。

这意味着 Auto Annotator 可以快速、轻松地适配您独特的用例,而无需进行大量的重新训练或人工干预。

如何做好全自动化ADAS 高精度标注?的图3

匈牙利街头自动标注(前置摄像头)

如何做好全自动化ADAS 高精度标注?的图4

美国加利福尼亚州桥面自动标注(后置摄像头)

如何做好全自动化ADAS 高精度标注?的图5

英国的城郊区自动标注(前置鱼眼镜头)

三、核心价值

(1)显著的成本优化与投资回报

在ADAS/自动驾驶(AD)解决方案的开发周期中,人工标注是成本最高、耗时最长的环节之一。企业每年需投入数百万美元外包标注任务,却仍面临成本超支与交付延迟的问题。

aiData Auto Annotator通过自动化技术实现了标注成本的大幅降低:处理30小时标注录制数据即可实现投资回报(ROI);即便计入传感器、GPU等硬件采购的额外成本,在处理500小时标注数据后,成本节省率可达到90%以上,年度节省预算可达八位数美元。对于典型路测数据采集所需的数万小时数据处理而言,该方案将为整个开发流程带来显著的成本优化。

因此让我们一起思考一个问题:当我们可以投资于真正重要的事情——增强模型、赋能团队和加速创新时,为何还要将预算浪费在低效的人力标注上?

如何做好全自动化ADAS 高精度标注?的图6

(2)高效可扩展的交付能力

在 ADAS/AD 开发中,时间就是一切。手动标注复杂场景可能需要数周甚至数月,从而推迟关键决策并减缓创新速度。

aiData Auto Annotator通过水平可扩展流水线架构,实现了数据标注的高效处理——支持在集群节点上并行处理数据序列,具备近乎实时的标注性能,可在数据采集完成后短时间内交付可用数据,让研发团队能够立即开展模型训练、测试与迭代工作。

因此让我们再一起思考一下这个问题:当我们可以在录制结束后几小时内就开始使用数据时,为什么要等待数周? (性能参考:运行于单台配备 8 GPU 的服务器上)

如何做好全自动化ADAS 高精度标注?的图7

四、技术原理深度解析

阅读上面内容之后,大家可能会有疑问,aiData Auto Annotator是如何做到的呢?本节将从技术架构、核心流程、关键工程突破三个维度,为开发者与算法工程师详解aiData Auto Annotator的运作机制。

(1)核心数据处理架构

aiData Auto Annotator整合摄像头、激光雷达(LiDAR)、全球导航卫星系统/惯性导航系统(GNSS/INS)及可选毫米波雷达数据,在统一的4D(空间+时间)环境模型中完成多传感器数据的同步标注。

与人工标注类似,传感器的精确标定与同步是保障标注质量的基础前提(相关细节可参考往期技术博客)。在自动化标注流程中,自车运动(Egomotion)精度——即车辆自身空间移动轨迹的估计精度,是易被忽视却至关重要的因素。由于该方案依赖聚合点云(Aggregated Point Cloud)进行标注,即便微小的自车运动估计误差,也会导致3D包围盒的尺寸与位置畸变,进而产生标注误差。

(2)标注流水线核心流程

aiData Auto Annotator采用神经计算与传统几何、追踪方法相结合的混合解决方案,确保标注结果的精确性与一致性,核心流程分为三步:

  1. 首先,一个多模态神经网络配合非因果追踪器(Non-causal Tracker)处理传感器数据,生成初始的 3D 包围盒。
  2. 接着,系统生成一个由传感器数据和自车运动构建的聚合点云,这构成了标注流水线的空间基础。
  3. 最后,Auto Annotator 通过结合多模态 3D 目标检测网络、图像与点云分割网络以及一套计算几何和追踪算法的输出,基于聚合点云构建一个时间上连贯(Temporally Coherent)的世界模型。

这些组件共同构成了 Auto Annotator 流水线的骨架,最终输出可直接用于模型训练或验证的高质量标注数据。

(3)关键工程挑战与突破

我们研发团队在方案迭代过程中,针对真实驾驶场景的复杂工况,攻克了多项核心技术难题,典型案例如下:

  • 高速场景下的畸变补偿: 针对车辆130km/h高速行驶工况,解决旋转式LiDAR分片扫描与卷帘快门摄像头逐行曝光带来的数据畸变问题。团队通过自车运动补偿技术,结合精确的相机曝光时间校准,有效消除高速行驶下(含对向来车相对速度达260km/h场景)的传感器数据碎片与图像变形;
  • 鬼影反射过滤: 针对车辆窗户、店面玻璃、水坑等反射面在点云中形成的虚假目标(鬼影),我们团队通过专项算法设计消除此类伪影,确保传感器局限性导致的虚假检测不进入最终标注结果。

aiData Auto Annotator作为多年技术打磨的复杂系统,其核心优势在于将底层技术复杂性完全封装,为客户提供无缝衔接的标准化服务,无需客户关注技术细节即可实现高效应用。

五、总结

简单来讲,aiData Auto Annotator通过技术创新实现了ADAS标注数据生产的全链路优化,核心价值可总结为以下三点:

(1)成本与效率优化:: 相比人工标注,成本降低 90% 以上,仅需 30 小时数据即可收回成本。

(2)数据质量保障: 提供带遮挡处理的 3D 包围盒,精度和召回率在 ODD 内全面超越人工(Superhuman Accuracy)。

(3)技术闭环优势: 完美解决高速运动畸变与传感器鬼影问题,支持从数据采集到模型训练的无缝衔接。

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