基于车道线信息的多目标轨迹预测

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jskrrockboy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年来,道路交通事故频发,而智能车的轨迹预测技术可以有效地预防交通事故的发生。如今轨迹预测算法大多是基于目标历史轨迹和目标之间的交互关系展开的,难以模拟实际的交通行为,仍然存在着预测误差较大的问题。所以本文提出了一种融合车道线信息与预见信息的轨迹预测算法。由于需要加入车道线信息,所以针对目前车道线检测在复杂环境下检测精度低的问题提出一种多感受野特征提取方法,提高车道线检测的鲁棒性。主要研究内容包括:(1)基于PINet的车道线检测模型改进复杂环境下车道线的检测由于存在阴影、遮挡、光照条件变化等客观因素的影响,给车道线的特征提取带来较大困难。因此,本文在数据增强提高模型泛化能力的基础上,深入分析了车道线的特异化结构及复杂环境所带来的影响,设计了一个基于通道注意力机制的混合空洞卷积(Hybrid Dilated Convolution with Channel Attention,CA-HDC)模块,提高复杂交通环境下的车道线检测精度。以PINet(Point Instance Network)深度学习模型作为基础融合所设计模块,在Tu Simple数据集上能够达到96.79%的检测精度。在CULane数据集上提升了在拥挤、阴影、存在箭头、十字路口、夜晚等特殊场景下的检测精度。本文提出的算法相对于原算法拥有更强的鲁棒性。(2)基于S-GAN的轨迹预测模型改进轨迹预测由于缺乏实际交通场景中部分有效信息导致预测误差较大。因此,本文在利用目标历史轨迹信息和目标交互信息的基础上,深入分析了实际交通行驶所依赖的要素,以车道线是实际交通行驶中的重要信息为依据,设计了一个车道线信息融合模块,利用卷积神经网络提取轨迹预测所需的信息加入到轨迹预测算法当中。同时考虑到驾驶员本身具有预见能力,设计了一个基于预见信息的轨迹调整模块,根据前一阶段预测的轨迹,利用未来信息对当前预测轨迹进行调整,以避免预测的轨迹发生冲突。以S-GAN(Socially Acceptable Trajectories with Generative Adversarial Networks)深度学习模型作为基础融合所设计模块,利用D2-City数据集提取目标的标签并通过格式转换构建我们的轨迹预测数据集。最终提出的轨迹预测算法平均位置偏移误差降低4.26%,最终位置偏移误差降低7.53%。符合长时间预测误差更低的预期,提高了模型预测能力。(3)基于嵌入式平台的模型应用深度学习模型在实际生产中使用需要在嵌入式平台中应用实现。本实验使用嵌入式平台Jetson Xavier进行推理应用。对实时性较差的车道线检测模型进行Tensor RT加速,能够达到29 FPS的推理速度,对于实时性较好的多目标轨迹预测算法则使用Py Torch版本的模型,能够达到27 FPS的推理速度,满足实时性要求。综上所述,本文针对车道线检测任务的鲁棒性和轨迹预测任务的准确性展开了相关工作研究。其中,相关工作突破的重点在于:针对原车道线检测算法鲁棒性差的问题,开发了一种基于注意力机制的混合空洞卷积模块进行特征提取,改善了复杂环境下车道线特征提取困难的问题;针对原轨迹预测算法准确性不足的问题,开发了一个车道线信息融合模块和基于预见信息的轨迹调整模块,有效地降低了轨迹预测算法的误差。最后将深度学习模型成功应用到嵌入式平台上,满足实时性要求。
其他文献
入水多相流体动力学特性问题是发展跨介质装备所面临的重要技术难题。介质跨越过程对结构物自身运动特性、流场演化特性产生了明显的影响,同时由于流场引起的载荷变化与结构物运动稳定性有着密切的关系。因此,开展结构物出入水多相流体动力学特性研究,对明晰入水载荷生成机理、跨介质结构物的安全评估、跨介质飞潜器的设计和应用具有重要的意义。首先,针对圆柱体在不同攻角初始条件下入水开展试验研究。结果表明空泡随时间的演化
模具是汽车制造中重要的工艺装备,锌合金模具具有塑性加工性能好、加工周期短和成本低的优点。但锌合金模具硬度低、耐磨性差使其边角处极易磨损,影响其使用寿命。本文将通过增材制造技术在锌合金模具局部制备出锌-钢异种结构,从而解决锌合金模具边角不耐磨损、强度低的问题,提高锌合金模具的使用寿命。由于锌-钢熔沸点相差较大,直接在锌合金上增材制造钢会导致基板的汽化。本文将电弧喷涂技术引入到增材制造中,先利用电弧喷
板壳结构在航空航天、汽车、船舶、土木、化工等领域上的应用十分广泛,因此,高效和准确地计算损伤和破坏过程对提高结构安全性具有重要的意义。使用传统的有限元方法进行结构分析可以高效且准确地模拟材料变形情况,但其不能处理不连续断裂问题,而近场动力学(PD)理论采用空间积分的方式规避了有限元方法的不足,适用于模拟裂纹的萌生、扩展等现象。然而,PD方法效率低、计算复杂、占用内存大,为了更好地结合有限元方法与P
高熵合金的诞生让多种元素的优异性能可以同时展现在一种合金材料中,而合金材料的性能不仅由化学成分及其内部的组织结构决定,还由制造技术决定。增材制造技术具有不需要设计成型模具、针对复杂结构进行快速成型以及减少材料损耗等优点。在合金的增材制造技术中,激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是其中的重要一环,其工艺参数的选取是影响合金材料SLM成型质量的重要因素。因此,本
随着乘用车市场的竞争日益加剧,在确保汽车功能品质的同时,汽车造型的家族化与新颖性逐渐成为汽车竞争力的核心因素。作为汽车核心的差异化设计区域之一,汽车前脸造型在提升品牌竞争力方面受到广泛关注。实现汽车前脸造型的自动化,在保持家族化设计的同时,可以提供更加多样化的汽车前脸造型,从而提高汽车概念设计效率。由于汽车前脸的拓扑高度复杂性及设计语义编辑的不可控性等诸多因素,汽车前脸造型设计的自动化非常困难。本
汽车覆盖件是一种特殊且重要的冲压零件,随着有限元基础理论方法的不断成熟,金属板材数值模拟技术被广泛应用在汽车覆盖件冲压成形分析中,为汽车行业的高速发展提供了有力的技术保障,为企业带来了巨大的经济效益。板材冲压成形的一步逆方法因其输入简单、计算效率高而广泛应用于冲压件的初期设计阶段,目前一步逆等几何分析方法已经成功的应用在几何形状简单的板料成形中,然而实际工业生产中的冲压件通常包含大量裁剪NURBS
近年来,随着电动汽车的发展,动力电池的安全性问题引发人们的广泛关注。汽车高速行驶时,路面异物对车底动力电池箱的碰撞冲击可能造成电池结构损伤,易引发热失控起火。同时,动力电池组的散热性能也是影响其服役安全性的重要因素。目前采用的动力电池箱底部结构不能很好地满足上述需求,因此,有必要研究设计一类兼具优异的冲击防护性能和良好散热性能的电池箱底部结构。本文针对圆柱形动力电池模组抗底部冲击与散热性能,提出了
无人驾驶是当前汽车行业发展的一个重要方向,吸引着越来越多的汽车、科技公司的研发与参与。车辆要想实现真正的无人驾驶,除了有优秀的控制、规划算法,还需要精确的定位,精确的定位是车辆其他功能实现的基础。随着机器视觉的发展,基于视觉的定位方法成为当前研究的热点,并且视觉传感器价格较为低廉,更是率先应用到了量产车辆。视觉定位是一种利用相机传感器估计位姿的方法,其具有精度高、鲁棒性好等优点,但是在快速运动、弱
现代汽车的轻量化设计是结合了材料、结构与工艺的多学科、多手段设计方法,但要使这些设计方法真正应用于汽车设计与制造,对材料成本的控制与性能的提升是必不可少的研究内容。以此为出发点,本文以制备适应3D打印的丝材为目的,对汽车常用热塑性塑料尼龙6进行了“降低成本,提高性能”的滑石粉共混改性,探究了滑石粉质量组分对其加工性能、热性能、力学性能的影响。运用熔融沉积成型工艺对参数化的Gyroid、Diamon
随着汽车保有量增加引起的交通问题日益凸显,自动驾驶作为解决传统汽车行业发展问题的重要技术,得到了国家和企业越来越多的重视和研究。交通环境中道路目标的准确检测是完成自动驾驶任务的前提,目前基于视觉的目标检测算法快速发展,一般交通场景下的道路目标检测已不成问题,但在复杂交通场景下,密集目标之间相互遮挡且存在一定数量小目标,目标漏检情况严重,检测精度难以满足要求。为此,本文以深度学习目标检测技术为基础展