論文の概要: Towards Real-Time Full-Waveform LiDAR Transformers via Intensity-Guided Token Reduction and Physics-Aware Augmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.07613v1
- Date: Thu, 05 Nov 2026 07:56:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-06 21:50:50.591456
- Title: Towards Real-Time Full-Waveform LiDAR Transformers via Intensity-Guided Token Reduction and Physics-Aware Augmentation
- Title(参考訳): 強度誘導型トーケン低減と物理応用によるリアルタイムフルウェーブフォームLiDAR変圧器の実現に向けて
- Abstract要約: フルウェーブフォームLiDAR(FWL)は自律走行とロボット工学にとって重要なセンサーである。
FWLは、完全な戻り波形をヒストグラムとして捉え、豊富な反射特性を保持する。
本稿では,トークンのプルーニングとマージ機構であるFWL-ToPMを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.148721454644293
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: LiDAR is a critical sensor for autonomous driving and robotics, yet it remains vulnerable to adverse conditions such as fog, rain, transparent objects, and low-reflectance surfaces. Full-waveform LiDAR (FWL) addresses these limitations by capturing the complete return waveform as a histogram, preserving rich reflection characteristics including multi-path echoes and weak signals. While recent Transformer-based approaches have demonstrated promise on FWL data, two fundamental bottlenecks remain: high computational cost from redundant tokens in low-intensity background regions, and limited generalization due to scarce annotated training data. We address both bottlenecks by exploiting the physical structure inherent to FWL data. First, we propose FWL-ToPM, a token pruning and merging mechanism that leverages intensity distributions to selectively reduce tokens while retaining critical waveform content. Second, we introduce FWLAug, a data augmentation framework designed as a regularization method that preserves waveform structure, retaining the Time-of-Flight waveform of each ray and the frustum geometry, to improve generalization to unseen scenes. Evaluated on the Ghost-FWL benchmark, FWL-ToPM achieves over 8 times speedup at real-time throughput alongside a nearly 9-point F1 gain over the prior state of the art, establishing the first real-time FWL Transformer that simultaneously improves accuracy. FWLAug further improves performance on both the standard benchmark and an out-of-distribution test set of unseen scenes. Together, these methods push FWL-based perception toward practical deployment. The code and the OOD dataset are publicly available and can be accessed via the project page: https://keio-csg.github.io/FWL-ToPM
- Abstract(参考訳): LiDARは自律走行とロボティクスにとって重要なセンサーであるが、霧、雨、透明な物体、低反射面などの悪条件に弱いままである。
フルウェーブフォームLiDAR(FWL)は、全反射波形をヒストグラムとして捉え、マルチパスエコーや弱い信号を含む豊富な反射特性を保存することにより、これらの制限に対処する。
最近のTransformerベースのアプローチでは、FWLデータに対する保証が証明されているが、低強度背景領域における冗長トークンによる高い計算コストと、注釈付きトレーニングデータ不足による限定的な一般化の2つの基本的なボトルネックが残っている。
FWLデータに固有の物理的構造を活用することで、両方のボトルネックに対処する。
まず,FWL-ToPMを提案する。FWL-ToPMは,強度分布を利用して,臨界波形を保持しながらトークンを選択的に低減するトークンプルーニング・マージ機構である。
第二に、FWLAugは、波形構造を保存し、各光の時間-光の波形とフラストム形状を保持できる正規化法として設計されたデータ拡張フレームワークであり、見えないシーンへの一般化を改善する。
Ghost-FWLベンチマークで評価されたFWL-ToPMは、従来の9ポイント近いF1ゲインと並行して、リアルタイムスループットで8倍以上のスピードアップを実現し、同時に精度を向上させる最初のリアルタイムFWL変換器を確立する。
FWLAugはさらに、標準ベンチマークと、目に見えないシーンの配布外テストセットの両方のパフォーマンスを改善している。
これらの手法は、FWLに基づく認識を実践的な展開へと押し上げる。
コードとOODデータセットは公開されており、プロジェクトページからアクセスできる。
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