Industrial3D:面向工业基础设施的陆地激光点云数据集与跨范式基准
计算机视觉与模式识别
2026-03-31 v1
摘要
自动语义理解密集点云是面向Scan-to-BIM管道、数字孪生构建和as-built 验证的关键任务,这些任务是建筑行业数字化转型的核心任务。然而对于工业机械、电气和管道(MEP)设施,该挑战仍 largely 未解决:TLS 对水处理厂、冷却塔和泵站的获取显示出极度的几何歧义、严重的遮挡和极端的类别不平衡,这些都超出了现有基准(如S3DIS或ScanNet)所能充分代表的范围。我们提出Industrial3D,一个来自13座水处理设施的陆地激光数据集,包含6120万个以6 mm分辨率精确标注的点。Industrial3D规模是最近最相近MEP数据集的6.6倍,为工业3D场景理解提供了最大且最具挑战性的测试平台。我们进一步建立了第一个工业跨范式基准,在统一的基准协议下评估了九个代表性方法,涵盖完全监督、弱监督、无监督和基础模型设置。最佳监督方法实现了55.74%的mIoU,而零-shot Point-SAM 仅达到15.79%——这一39.95个百分点的差距量化了针对工业TLS数据的数据域迁移挑战的未解决问题。系统分析揭示,这一差距源于双重危机:统计稀缺性(215:1不平衡,3.5倍于S3DIS的严重程度)和几何歧义性(尾类点与头类管道的圆柱体原语共享)——这导致仅凭频率加权无法解决。Industrial3D数据集、基准代码和预训练模型将在https://github.com/pointcloudyc/Industrial3D 上公开。
引用
@article{arxiv.2603.28660,
title = {Industrial3D: A Terrestrial LiDAR Point Cloud Dataset and CrossParadigm Benchmark for Industrial Infrastructure},
author = {Chao Yin and Hongzhe Yue and Qing Han and Difeng Hu and Zhenyu Liang and Fangzhou Lin and Bing Sun and Boyu Wang and Mingkai Li and Wei Yao and Jack C. P. Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.28660},
year = {2026}
}
备注
49 pages, 8 figure, 14 tables