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基于Transformer和多关系图卷积网络的行人轨迹预测 被引量:1
1
作者 刘桂红 周宗润 孟祥福 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第5期1353-1364,共12页
在自动导航应用领域,行人轨迹相对复杂,有效且合理地预测行人未来轨迹对自动驾驶和出行安全至关重要。行人轨迹随机性和动态性极高且与交通环境有着复杂相互作用,因此需要对行人的时间依赖性和空间相互作用进行合理建模。为了解决该问题... 在自动导航应用领域,行人轨迹相对复杂,有效且合理地预测行人未来轨迹对自动驾驶和出行安全至关重要。行人轨迹随机性和动态性极高且与交通环境有着复杂相互作用,因此需要对行人的时间依赖性和空间相互作用进行合理建模。为了解决该问题,提出了一种基于Transformer和多关系图卷积网络(GCN)的行人轨迹预测模型。该模型由交互捕获模块、锚点控制模块和轨迹修正补全模块构成。交互捕获模块由T-Transformer和多关系图卷积网络组成,分别提取每个行人在时间序列和空间序列上的运动特征,并结合锚点控制模块推断行人的中间目的地以减少递归累计误差,由修正补全模块进行最终轨迹细化。在提取特征时添加逆关系可得到更为优化的结果,使用高斯剪枝减少虚假路径的生成也可提高模型效率。在ETH与UCY数据集上的实验结果表明,在平均位移误差(ADE)和最终位移误差(FDE)方面,该模型具有比现有大部分主流模型更好的性能。由于该模型在行人轨迹预测上的出色性能,可避免不必要的轨迹变更和碰撞风险,为行人轨迹预测应用提供了更为可能的解决方案。 展开更多
关键词 T-Transformer 图卷积网络(GCN) 锚点控制 行人轨迹预测
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基于分级包络域适应的行人轨迹预测模型
2
作者 李勇明 李文正 +2 位作者 张小恒 王品 胡杰 《电子学报》 北大核心 2025年第4期1308-1321,共14页
复杂环境下行人轨迹短时预测在自动驾驶、社交机器人控制、智能安防及智慧城市等领域有着广泛用途.行人与行人、行人与环境之间的交互具有多尺度复杂性和不确定性,具有挑战.现有深度学习模型虽然有助于挖掘行人的复杂交互关系,但都假设... 复杂环境下行人轨迹短时预测在自动驾驶、社交机器人控制、智能安防及智慧城市等领域有着广泛用途.行人与行人、行人与环境之间的交互具有多尺度复杂性和不确定性,具有挑战.现有深度学习模型虽然有助于挖掘行人的复杂交互关系,但都假设行人轨迹在不同场景遵循相同运动模式,未考虑场景间存在的潜在分布差异;域适应模型虽然考虑了这一点,但仍未考虑行人间和行人环境间的多层次特性.为了解决上述问题,本文提出了一种基于分级包络域适应的行人轨迹预测模型.通过构造局部层次行人邻接关系设计局部层次包络样本,通过个体层次行人关系设计个体层次包络样本,并将两者融合形成双级包络样本.基于双级包络样本构造模块,求得行人轨迹的时空特征分布,从而构造全局层次包络样本.基于注意力机制和跨域分布对齐,分别设计了局部层次包络域适应模块和全局层次包络域适应模块,构建加权预测损失函数将两者融合一体,并联合优化.实验部分选取了2个有代表性的公共数据集,并与5个相关代表性算法模型进行对比.通过消融实验、参数分析、方法对比和轨迹可视化等来进行综合验证.在ETH和UCY的实验结果表明,相比于T-GNN,本文方法的平均位移误差降低了22.7%,终点位移误差降低了19.8%.文章完整版参见链接:https://github.com/LWZ9910/MESC-HEDA.git. 展开更多
关键词 行人轨迹预测 分级包络 域适应 多层次 包络样本
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基于运动模式与时频域融合的行人轨迹预测
3
作者 刘亚俊 纪庆革 《计算机科学》 北大核心 2025年第7期92-102,共11页
由于人类行为存在不确定性以及预测未来固有的多模态特点,如何区别预测轨迹的可能性与重要性成为不可避免的问题;行人运动模式则可以作为区分的基准特征。现有以运动模式作为切入点的研究非常匮乏;此外,以往研究局限于轨迹时域或频域单... 由于人类行为存在不确定性以及预测未来固有的多模态特点,如何区别预测轨迹的可能性与重要性成为不可避免的问题;行人运动模式则可以作为区分的基准特征。现有以运动模式作为切入点的研究非常匮乏;此外,以往研究局限于轨迹时域或频域单个维度,未能同时纳入研究。为此,提出了一种基于运动模式与时频域融合的行人轨迹预测模型MPTF,其由轨迹概率预测、回归预测与门控融合网络等组成。概率预测子网络提取轨迹时频域高维特征,结合运动模式以分类方式推理未来轨迹发生概率;回归预测子网络的时域处理分支挖掘行人社交关系,频域处理分支则着重关注不同频率分量对预测准确性的差异性影响;门控网络融合双维度推理特征,以回归方式预测多模态未来轨迹。公开数据集实验表明:MPTF在评估指标ADE与FDE上的总体性能达到研究前沿同等竞争力水平,在UNIV数据集上,ADE/FDE取得0.22/0.40的最优结果,在ETH数据集上,FDE提升8.5%,证明了结合时频域轨迹特征方法的有效性。 展开更多
关键词 行人轨迹预测 运动模式 频域特征 注意力机制 TRANSFORMER
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基于CrossFormer的自动驾驶车辆周边行人轨迹预测
4
作者 曹瑞阳 李诗雨 +1 位作者 刘擎超 丁延超 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期276-283,308,共9页
在自动驾驶车辆周边行人轨迹预测中,针对现有方法在长时预测任务中表现不足,尤其是对复杂场景适应性较低的问题,提出了一种新方法.给出了行人轨迹预测问题建模流程,构建了基于CrossFormer的行人轨迹预测方法.新方法通过维度分段嵌入技... 在自动驾驶车辆周边行人轨迹预测中,针对现有方法在长时预测任务中表现不足,尤其是对复杂场景适应性较低的问题,提出了一种新方法.给出了行人轨迹预测问题建模流程,构建了基于CrossFormer的行人轨迹预测方法.新方法通过维度分段嵌入技术显式学习相邻时间帧的相关性;结合两阶段注意力机制层,充分学习行人轨迹的长时依赖关系;利用分层编码器-解码器结构,自适应地捕获行人轨迹在不同时间尺度上的依赖性,提高模型在长时预测上的可扩展性.新方法创新性地结合了多模态信息融合、自注意力机制和可扩展性优化,实现了对行人轨迹预测任务的高效解决.在ETH轨迹数据、江苏大学校园内行人轨迹数据(JDD)这两个数据集完成了试验,进行了时间序列的分割性分析以及定量、定性分析.结果表明,在ETH数据集上,新方法的平均位移误差ADE、最终位移误差FDE值分别为0.627、1.32,均显著优于传统方法如LSTM(0.895、1.74)和SR-LSTM(0.728、1.66)等;在JDD数据集上,新方法的ADE、FDE值分别为0.281、0.53,远优于GAN(0.562、1.01)、STGAT(0.673、1.43)等模型;新方法在复杂场景下的鲁棒性和泛化能力也得到了验证. 展开更多
关键词 自动驾驶 行人轨迹预测 CrossFormer TRANSFORMER 注意力机制 深度学习 复杂场景分析 多模态数据融合 预测精度
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基于图卷积网络和终点诱导的行人轨迹预测
5
作者 陈满 杨小军 杨慧敏 《计算机应用》 北大核心 2025年第5期1480-1487,共8页
针对行人轨迹预测研究中仅关注历史轨迹的交互信息,而忽略了终点交互信息的问题,提出一种基于图卷积网络(GCN)和终点诱导(Endpoint Induction)的行人轨迹预测模型GCN-EI。首先,在训练集上使用分类方法学习行人未来可能的加权终点分布;其... 针对行人轨迹预测研究中仅关注历史轨迹的交互信息,而忽略了终点交互信息的问题,提出一种基于图卷积网络(GCN)和终点诱导(Endpoint Induction)的行人轨迹预测模型GCN-EI。首先,在训练集上使用分类方法学习行人未来可能的加权终点分布;其次,将可能的终点与它们对应的历史轨迹相连接,并使用基于注意力机制和终点条件的GCN在更长的时间跨度上提取行人的交互特征,同时使用个体特征模块提取行人的内在运动特征;最后通过时间内推卷积预测行人的未来轨迹。在ETH和UCY数据集上对模型进行的测试结果表明,相较于STITD-GCN(SpatioTemporal Interaction and Trajectory Distribution GCN)模型,所提模型在平均位移误差(ADE)和最终位移误差(FDE)上分别下降了4.5%和5.0%;相较于采用分类方法的PCCSNet(Prediction via modality Clustering, Classification and Synthesis Network)模型,在FDE上下降了9.5%。 展开更多
关键词 行人轨迹预测 注意力机制 终点诱导 图卷积网络
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融合距离阈值和双向TCN的时空注意力行人轨迹预测模型 被引量:1
6
作者 王红霞 聂振凯 钟强 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第11期3303-3310,共8页
为解决因缺乏部分行人建模思想、缺少时间维度的全局视野和忽略行人交互模式多样性,而导致交互建模不充分、低预测精度等问题,提出基于Social-STGCNN(social spatio-temporal graph convolutional neural network)的改进模型STG-DTBTA(s... 为解决因缺乏部分行人建模思想、缺少时间维度的全局视野和忽略行人交互模式多样性,而导致交互建模不充分、低预测精度等问题,提出基于Social-STGCNN(social spatio-temporal graph convolutional neural network)的改进模型STG-DTBTA(spatio-temporal graph distance threshold Bi-TCN attention)。首先,构建PPM(partial pedestrian module)模块,对不满足距离阈值等约束条件的行人交互连接剪枝以去噪。其次,引入时空注意力机制,空间注意力动态分配交互权重,并设置多个注意力头以处理交互多样性问题;时间注意力捕捉时序数据的时间依赖关系。最后,采用双向TCN增加全局视野以捕捉轨迹数据中的动态模式和趋势,并采用门控机制融合双向特征。在ETH和UCY数据集上的实验结果表明,与Social-STGCNN相比,STG-DTBTA在维持参数量与推理时间接近的情况下,ADE平均降低8%,FDE平均降低16%。STG-DTBTA具有良好的交互建模能力、模型性能和预测效果。 展开更多
关键词 行人轨迹预测 部分行人建模 距离阈值 时空注意力机制 双向TCN 门控机制
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基于多信息融合网络的行人轨迹预测方法
7
作者 高嵩 周江邻 +3 位作者 高博麟 芦健 王鹤 徐月云 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1973-1982,共10页
随着自动驾驶技术的不断发展,准确预测行人的未来轨迹已经成为确保系统安全和可靠的关键要素。然而,现有行人轨迹预测研究多数依赖于固定摄像头视角,进而限制了对行人运动的全面观测,因此难以直接应用于自动驾驶车辆自车视角(ego-vehic... 随着自动驾驶技术的不断发展,准确预测行人的未来轨迹已经成为确保系统安全和可靠的关键要素。然而,现有行人轨迹预测研究多数依赖于固定摄像头视角,进而限制了对行人运动的全面观测,因此难以直接应用于自动驾驶车辆自车视角(ego-vehicle)下的行人轨迹预测。针对该问题,本文提出了一种基于多行人信息融合网络(MPIFN)的自车视角行人轨迹预测方法。该方法通过融合社会信息、局部环境信息和行人时间信息,实现了对行人未来轨迹的准确预测。本文构建了一个局部环境信息提取模块,结合了可形变卷积与传统卷积和池化操作,旨在更有效地提取复杂环境中的局部信息。该模块通过动态调整卷积核的位置,增强了模型对不规则和复杂形状的适应能力。同时,构建了行人时空信息提取模块和多模态特征融合模块,以实现对社会信息与环境信息的充分融合。实验结果表明,该方法在JAAD和PSI两个自车视角下驾驶数据集上均取得了先进的性能。在JAAD数据集上,累积均方误差(CF_MSE)为4 063,累积平均均方误差(C_MSE)为829。在PSI数据集上平均相对偏差(ARB)和最终相对偏差(FRB)也分别在预测时间为0.5、1.0、1.5 s时取得了18.08、29.21、44.98和25.27、54.62、93.09的优异表现。 展开更多
关键词 自动驾驶 行人轨迹预测 行人信息融合网络 自车视角
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基于信息分形的行人轨迹预测方法 被引量:1
8
作者 杨田 王钢 +1 位作者 赖健 汪洋 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期527-537,共11页
行人轨迹预测应用十分广泛,比如自动驾驶、机器人导航等。在轨迹预测中,一些不确定信息给轨迹预测任务带来了挑战,比如判别器中对轨迹信息判别的不确定,复杂的交互信息。在不确定信息处理科学领域,信息分形能有效处理不确定信息的不确... 行人轨迹预测应用十分广泛,比如自动驾驶、机器人导航等。在轨迹预测中,一些不确定信息给轨迹预测任务带来了挑战,比如判别器中对轨迹信息判别的不确定,复杂的交互信息。在不确定信息处理科学领域,信息分形能有效处理不确定信息的不确定性和复杂性。受此启发,为了充分处理判别器中轨迹信息判别的不确定性,提升预测精度,该文提出了基于信息分形的轨迹预测方法。首先,场景信息和历史轨迹信息被特征提取模块提取。然后,通过注意力模块获取到场景-行人之间的交互信息与行人-行人之间的交互信息。最后基于生成对抗网络和信息分形生成合理的轨迹。在两个公共数据集ETH/UCY上实验表明,该方法能有效处理轨迹信息的不确定性,提高轨迹预测的精度。比如突然转弯、从后方超越前人、避让等行为的轨迹都能有效预测。在平均位移误差(ADE)和终点位移误差(FDE)上相比基准模型误差平均降低了11.11%和23.48%。 展开更多
关键词 行人轨迹预测 不确定信息处理 信息分形 生成对抗网络
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基于图卷积和卷积的行人轨迹预测算法
9
作者 冯昂 宫俊 +1 位作者 王念 王景龙 《东北大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第11期1529-1536,1594,共9页
行人轨迹预测取得了重要的进展,但现有的方法大多会受限于有限的车载计算资源,如何在自动驾驶车辆上实现高效的行人轨迹预测仍然存在着不足.针对该问题,提出了一种轻量化的行人轨迹预测算法,使用卷积神经网络(convolutional neural netw... 行人轨迹预测取得了重要的进展,但现有的方法大多会受限于有限的车载计算资源,如何在自动驾驶车辆上实现高效的行人轨迹预测仍然存在着不足.针对该问题,提出了一种轻量化的行人轨迹预测算法,使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和图卷积神经网络(graph convolutional neural network,GCN)来处理和融合多模态信息.首先基于CNN设计了多尺度特征处理模块,使用多个卷积模块捕获行人轨迹和场景信息在不同时间和空间尺度上的特征;然后基于GCN构造特征融合模块,用于高效地建立轨迹和场景特征之间的时空关系并获得多个预测表示,最后融合多个预测表示以获得行人轨迹预测结果.在PIE和JAAD数据集上的实验表明,所提方法在仅用最少网络参数的情况下取得了最佳的预测性能,验证了所提方法的有效性;对比先前最轻量化的方法,参数优化了73%. 展开更多
关键词 自动驾驶 行人轨迹预测 图卷积 多尺度 轻量化模型
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基于GAN的社会和场景感知行人轨迹预测 被引量:1
10
作者 李兰 张洁 +1 位作者 刘杰 胡克勇 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第6期72-78,共7页
针对状态精细化长短期记忆网络(SR-LSTM)未考虑周围物理场景对行人轨迹预测的影响,且无法生成多种可能性样本的问题,提出一种基于生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)的社会和场景感知行人轨迹预测模型。此模型引入社会... 针对状态精细化长短期记忆网络(SR-LSTM)未考虑周围物理场景对行人轨迹预测的影响,且无法生成多种可能性样本的问题,提出一种基于生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)的社会和场景感知行人轨迹预测模型。此模型引入社会注意力及语义池机制,社会注意力建模邻人当前重要意图,以从相邻行人中选择重要的信息,语义池定义物理场景语义并学习与行人轨迹相关性。由于GAN易发生模式崩溃和下降,采用Info-GAN进行训练生成更真实的样本。在ETH和UYC两个数据集上进行实验,结果表明该方法较于SR-LSTM,ADE降低8.9百分点,FDE降低12.8百分点,且可生成更多合理的样本。 展开更多
关键词 行人轨迹预测 生成对抗网络 注意力机制 语义池机制 长短期记忆网络
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基于社会注意力机制的行人轨迹预测方法研究 被引量:14
11
作者 李琳辉 周彬 +1 位作者 连静 周雅夫 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期175-183,共9页
为提高行人交互中轨迹预测速度、精度与模型可解释性,提出了一种基于社会注意力机制的GAN模型。首先,定义了一种新型社会关系,对行人间的影响进行社会关系建模,设计了基于注意力机制的网络模型,提高了网络预测速度和可解释性。然后,探... 为提高行人交互中轨迹预测速度、精度与模型可解释性,提出了一种基于社会注意力机制的GAN模型。首先,定义了一种新型社会关系,对行人间的影响进行社会关系建模,设计了基于注意力机制的网络模型,提高了网络预测速度和可解释性。然后,探索不同池化汇集机制对预测结果的影响,确定性能优异的池化模型。最后,搭建了轨迹预测网络,并在UCY和ETH数据集中进行训练。实验结果表明,所提模型预测精度优于现有方法,且实时性较现有方法提升18.3%。 展开更多
关键词 行人轨迹预测 生成对抗网络 注意力机制 社会力模型 最优池化模型
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基于状态精细化长短期记忆和注意力机制的社交生成对抗网络用于行人轨迹预测 被引量:5
12
作者 吴家皋 章仕稳 +1 位作者 蒋宇栋 刘林峰 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第5期1565-1570,共6页
针对当前行人轨迹预测研究仅考虑影响行人交互因素的问题,基于状态精细化长短期记忆(SR-LSTM)和注意力机制提出一种用于行人轨迹预测的社交生成对抗网络(SRA-SIGAN)模型,利用生成对抗网络(GAN)学习获得目标行人的运动规律。首先,使用SR-... 针对当前行人轨迹预测研究仅考虑影响行人交互因素的问题,基于状态精细化长短期记忆(SR-LSTM)和注意力机制提出一种用于行人轨迹预测的社交生成对抗网络(SRA-SIGAN)模型,利用生成对抗网络(GAN)学习获得目标行人的运动规律。首先,使用SR-LSTM作为位置编码器提取运动意图信息;其次,通过设置速度注意力机制合理地为同一场景中的行人分配影响力,以更好地处理行人的交互;最后,由解码器生成预测的未来轨迹。在多个公开数据集上的测试实验结果表明,SRA-SIGAN模型的总体表现良好。特别是在Zara1数据集上,与SR-LSTM模型相比,SRA-SIGAN模型的平均位移误差(ADE)和最终位移误差(FDE)分别减小了20.0%和10.5%;与社交生成对抗网络(SIGAN)模型相比,SRA-SIGAN的ADE和FDE分别下降了31.7%和24.4%。 展开更多
关键词 生成对抗网络 长短期记忆网络 行人轨迹预测 注意力机制 行人交互
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基于图神经网络的行人轨迹预测研究综述 被引量:2
13
作者 曹健 陈怡梅 +1 位作者 李海生 蔡强 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2023年第6期1040-1053,共14页
随着计算机视觉和自动驾驶技术的快速发展,自动感知、理解和预测人类行为的能力变得越来越重要。各类传感器的普及使得社会中产生了大量运动物体的位置数据。基于这些数据预测行人的运动轨迹在社交预测等多个领域都有着极大的价值。为... 随着计算机视觉和自动驾驶技术的快速发展,自动感知、理解和预测人类行为的能力变得越来越重要。各类传感器的普及使得社会中产生了大量运动物体的位置数据。基于这些数据预测行人的运动轨迹在社交预测等多个领域都有着极大的价值。为了深入了解这方面的发展,对基于图神经网络的行人轨迹预测方法进行了综述,从多个角度比较、分析和总结了行人轨迹预测的图神经网络算法,讨论了不同算法在该领域的研究与发展;在目前的公共数据集上进行了对比和分析,介绍了相应性能指标,给出了不同算法的性能比较结果,提出了目前研究仍存在的问题,拓展研究思路和方法;展望了未来可能出现的研究方向。 展开更多
关键词 行人轨迹预测 视觉预测 图神经网络 深度神经网络 自动驾驶
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基于多模式时空交互的行人轨迹预测模型 被引量:4
14
作者 桑海峰 陈旺兴 +1 位作者 王海峰 王金玉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2806-2812,共7页
在正确地规划合理路径方面,行人轨迹预测具有重要的意义.大多数现有轨迹预测方法在考虑周围行人的影响时,都是简单地将周围行人全部考虑在内,这必然带来的冗余信息.本文提出了一种基于多模式时空交互的行人轨迹预测模型,该模型通过多模... 在正确地规划合理路径方面,行人轨迹预测具有重要的意义.大多数现有轨迹预测方法在考虑周围行人的影响时,都是简单地将周围行人全部考虑在内,这必然带来的冗余信息.本文提出了一种基于多模式时空交互的行人轨迹预测模型,该模型通过多模式行人空间交互模块对不同行人在不同情况下给予不同的权重,使得模型可以有效减小冗余信息带来的影响.并且本文的模型针对于输入轨迹信息的不同重要程度,设计了加权信息融合模块在原轨迹信息的基础上融合了赋予不同权重的历史轨迹信息,使得模型的轨迹信息更加有效.此外,该模型采用了时间卷积网络模块来捕获行人的时间交互.实验结果表明,在公开数据集ETH和UCY上,相比于Social-STGCNN平均位移误差(Average Displacement Error,ADE)和终点位移误差(Final Displacement Error,FDE)分别降低了15%和14%. 展开更多
关键词 行人轨迹预测 多模式时空交互 行人空间交互 加权信息融合 时间卷积网络 时间交互
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基于第一视角的非自回归行人轨迹预测模型 被引量:2
15
作者 桑海峰 王金玉 +1 位作者 陈旺兴 王海峰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1266-1272,共7页
行人轨迹预测在自动驾驶和监控系统等多个应用中具有重要意义.目前大多数行人轨迹预测模型采用基于循环神经网络的编码器-解码器结构,其自回归的解码结构存在一定的累积误差,而且循环神经网络对序列的长期依赖问题仍然无法很好地解决.... 行人轨迹预测在自动驾驶和监控系统等多个应用中具有重要意义.目前大多数行人轨迹预测模型采用基于循环神经网络的编码器-解码器结构,其自回归的解码结构存在一定的累积误差,而且循环神经网络对序列的长期依赖问题仍然无法很好地解决.本文提出一种基于Transformer网络的非自回归行人轨迹预测模型,非自回归的解码结构能够同时生成所有预测值来减少累积误差,Transformer网络中的自注意力机制能够改善长期依赖问题.本文还设计一个局部信息加强模块来捕获行人运动趋势发生变化的局部特征,同时结合边界框的位置信息和大小信息来编码第一视角下透视投影产生的影响,使得模型提取到的轨迹特征更加有效.实验结果表明,在基于第一视角的公开数据集PIE(Pedestrian Intention Estimation)上,本文提出的模型比PIE预测模型在15、30、45帧的平均位移误差和终点位移误差上分别降低了24%,14.5%,11%和6%. 展开更多
关键词 行人轨迹预测 第一视角 Transformer网络 非自回归预测 累积误差 局部信息加强
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基于多头软注意力图卷积网络的行人轨迹预测
16
作者 彭涛 康亚龙 +5 位作者 余锋 张自力 刘军平 胡新荣 何儒汉 李丽 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第3期736-743,共8页
行人间交互作用的复杂性给行人轨迹预测带来了挑战,且现有算法难以捕获行人间有意义的交互信息,不能直观地建模行人间的交互作用。针对以上问题,提出多头软注意力图卷积网络。首先利用多头软注意力(MS ATT)结合内卷网络Involution分别... 行人间交互作用的复杂性给行人轨迹预测带来了挑战,且现有算法难以捕获行人间有意义的交互信息,不能直观地建模行人间的交互作用。针对以上问题,提出多头软注意力图卷积网络。首先利用多头软注意力(MS ATT)结合内卷网络Involution分别从空间图和时间图输入中提取稀疏空间和稀疏时间邻接矩阵,生成稀疏空间和稀疏时间有向图;然后,利用图卷积网络(GCN)从稀疏空间和稀疏时间有向图中学习交互作用与运动趋势特征;最后,将学习到的轨迹特征输入时间卷积网络(TCN)以预测双高斯分布参数,生成行人预测轨迹。在ETH和UCY数据集上的实验结果表明:相较于空时社交关系池化行人轨迹预测模型(SOPM),所提算法的平均位移误差(ADE)降低了2.78%;相较于稀疏图卷积网络(SGCN),所提算法的最终位移误差(FDE)降低了16.92%。 展开更多
关键词 多头软注意力 通道注意力 空间注意力 内卷 图卷积网络 行人轨迹预测
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基于Transformer动态场景信息生成对抗网络的行人轨迹预测方法 被引量:7
17
作者 裴炤 邱文涛 +2 位作者 王淼 马苗 张艳宁 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1537-1547,共11页
行人轨迹预测是视频监控的重要组成部分,因现有方法未充分利用场景特征信息造成其预测轨迹不符合生活常识,导致行人轨迹预测精度较低出现明显偏离真实轨迹的情况.针对上述不足本文提出一种基于Transformer动态场景信息生成对抗网络(Gene... 行人轨迹预测是视频监控的重要组成部分,因现有方法未充分利用场景特征信息造成其预测轨迹不符合生活常识,导致行人轨迹预测精度较低出现明显偏离真实轨迹的情况.针对上述不足本文提出一种基于Transformer动态场景信息生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)的行人轨迹预测方法.该方法利用动态场景特征提取模块的卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型对目标行人的动态场景信息进行特征提取,同时生成器网络中的编码器利用Transformer对行人的社会交互信息特征以及轨迹信息特征进行建模.在ETH和UCY数据集上的实验结果表明,与Social GAN模型相比,本文方法在多个场景下的平均位移误差准确率提高了25.61%,最终位移误差准确率提高了38.44%. 展开更多
关键词 行人轨迹预测 生成对抗网络 转换器 深度学习 长短期记忆网络
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基于车辆视角数据的行人轨迹预测与风险等级评定 被引量:1
18
作者 张哲雨 吕超 +3 位作者 李景行 熊光明 吴绍斌 龚建伟 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期675-683,共9页
常用的基于路基视角数据的行人轨迹和风险预测模型往往无法避免复杂的建模运算和人工判断。为简洁而有效地预测行人轨迹和评定风险等级,本文中采用车辆视角数据建立行人轨迹和风险等级的预测模型,并先后进行车辆视角行人数据的采集、基... 常用的基于路基视角数据的行人轨迹和风险预测模型往往无法避免复杂的建模运算和人工判断。为简洁而有效地预测行人轨迹和评定风险等级,本文中采用车辆视角数据建立行人轨迹和风险等级的预测模型,并先后进行车辆视角行人数据的采集、基于长短期记忆神经网络的行人轨迹预测和基于聚类分析-支持向量机方法的风险等级评定。实验结果表明,基于车辆视角数据所建立的数据驱动的模型能捕捉行人与车辆的运动趋势和交互特征,具有预测行人轨迹和评定风险等级的能力。 展开更多
关键词 行人轨迹预测 行人风险等级评定 车辆视角行人数据 长短期记忆神经网络 聚类分析 支持向量机
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结合速度控制的时空图网络行人轨迹预测模型 被引量:3
19
作者 王海峰 桑海峰 +1 位作者 王金玉 陈旺兴 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期146-154,共9页
行人轨迹预测中最重要的任务是建立行人轨迹交互模型,针对在模型中缺乏关于时间和速度等信息的建模,提出了一种结合速度控制的时空图网络算法来建立行人交互模型并对轨迹进行预测.整体模型采用条件生成对抗网络架构,其中采用速度预测模... 行人轨迹预测中最重要的任务是建立行人轨迹交互模型,针对在模型中缺乏关于时间和速度等信息的建模,提出了一种结合速度控制的时空图网络算法来建立行人交互模型并对轨迹进行预测.整体模型采用条件生成对抗网络架构,其中采用速度预测模块预测行人未来速度并作为条件生成对抗网络的控制条件,显式地将速度信息引入行人轨迹预测,避免较大偏差速度对轨迹的影响。在生成器中设计了基于图卷积注意力机制的时空信息融合模块,在提取行人轨迹序列运动特征并关注其空间上相互作用关系的同时,显式地编码行人序列的时间相关性。最后,将结合时空信息和速度信息的轨迹交互特征解码,完成轨迹的预测。此外,考虑到现有评价方法的不足,采用平均碰撞次数作为轨迹合理性的评判。在公开数据集ETH和UCY上进行验证,实验结果表明,该文所提出的算法能更好地完成行人轨迹预测,平均位移误差为0.40 m和最终位移误差为0.79 m。 展开更多
关键词 行人轨迹预测 生成对抗网络 速度控制 时空图网络 平均碰撞次数
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道路行人行为轨迹预测研究综述
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作者 杨智勇 郭洁铷 +2 位作者 郭子杭 张瑞祥 周瑜 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第5期1177-1197,共21页
在自动驾驶汽车与行人共享空间的路径规划中,精准、高效的行人轨迹预测是保障道路安全的核心问题。行人轨迹预测不仅依赖于历史行为数据,更需全面考虑行人与车辆、交通设施及多方向车辆间的复杂动态交互。近年来,该领域取得了显著进展,... 在自动驾驶汽车与行人共享空间的路径规划中,精准、高效的行人轨迹预测是保障道路安全的核心问题。行人轨迹预测不仅依赖于历史行为数据,更需全面考虑行人与车辆、交通设施及多方向车辆间的复杂动态交互。近年来,该领域取得了显著进展,逐渐成为研究热点。系统梳理了现有的研究成果,界定了行人轨迹预测的基本概念,并对主流预测方法进行了深入剖析。归纳了行人行为数据的主要来源,包括激光雷达、摄像头等多模态感知设备,并探讨了关键特征提取方式,涵盖行人运动特征、场景上下文特征及交通设施影响等。基于这些数据,对物理模型与数据驱动的预测方法进行了系统总结,重点分析了统计模型、深度学习与强化学习模型的发展现状,尤其是深度学习方法,依据其网络结构进一步细分为序列模型、卷积神经网络、图卷积神经网络和生成对抗网络等类型。总结了该领域常用的数据集和评价指标,对现有算法的性能进行了综合评估。针对行人轨迹预测在自动驾驶中的挑战,尤其是行人与多方向车辆及交通设施之间的动态耦合问题,提出了潜在的解决思路,并展望了未来的研究方向。 展开更多
关键词 自动驾驶 行人轨迹预测 深度学习
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