监控场景下结合注意力机制的行人轨迹预测技术研究

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cmdl_CQ
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
随着科学技术的发展,在监控场景下存在的智能系统数量越来越多,这些系统感知、理解进而预测人类移动的能力也变得越来越重要。行人轨迹预测技术在这种背景下应运而生,它在自动驾驶、服务机器人路径规划和智慧城市监控系统等领域都有着非常广泛的应用。传统的行人轨迹预测研究通常采用手工定义特征函数的方法,然而手工定义的特征很难模拟复杂的行人交互行为、计算复杂度较高且泛用性较差。近些年来,随着深度学习技术不断提升,基于复杂数据驱动的神经网络模型可以很好地解决上述的缺陷。因此,本文采用基于复杂数据驱动的神经网络模型的方法,在研究和分析现有行人轨迹预测模型的优缺点后,提出了两种行人轨迹预测模型。(1)针对现有模型中行人交互机制简单,无法确定每个行人不同的重要性,速度信息在行人交互时利用率不高的问题,提出一种基于注意力机制的行人轨迹预测模型。模型主体框架采用条件生成对抗网络,将显式速度信息作为条件标签调节网络生成,提高了速度信息对模型的影响。在生成器中的解码器部分设置注意力机制,在不同时刻为不同行人分配不同的注意力权重,增强了对行人交互信息的提取。判别器采用全卷积网络,分段对预测轨迹进行打分,使判别器分类效果提升。在ETH和UCY数据集上的实验结果表明,本文所提出的模型平均位移误差为0.48 m,最终位移误差为0.93 m。(2)针对在模型中缺乏关于行人交互时的时间和速度等信息建模的问题,提出一种基于图注意力机制的行人轨迹预测模型。模型整体架构同样采用速度标签的条件生成对抗网络,不同的是生成器中设计了基于增强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ETH和UCY数据集上进行实验验证,实验结果表明本文所提出的算法能有效地减少碰撞情况的发生,更好地完成行人轨迹预测,平均位移误差为0.40 m,最终位移误差为0.79 m。
其他文献
长输油气管道由于腐蚀等原因产生缺陷后,在内压作用下,会在该缺陷处形成应力集中区,最终促进裂纹向纵深扩展直至管道断裂。这种“宏观缺陷”与“应力”并存的综合性缺陷,是造成在役管道突发性管道泄漏爆炸等事故的主要因素之一。因此,对管道缺陷处应力大小的评估至关重要。漏磁检测和弱磁检测是两种使用广泛的管道内检测手段,漏磁检测以其极强的稳定性,被广泛应用于在役管道检测中。弱磁检测作为一种新兴的检测手段,可以检测
学位
长期目标跟踪技术受目标消失再现、目标尺度剧烈变化与目标外观剧烈变化等各种复杂情况影响,算法的实际表现与现实应用有巨大差距。随着科学技术与相关算法理论的发展,科研人员通过不同的方法获取目标更为丰富的高级且抽象的深层特征,使得跟踪算法的准确度得到提升。针对目标消失再现、目标尺度剧烈变化与目标外观剧烈变化的问题,以及基于时空一致性假设的目标跟踪方法存在的误差积累问题,本文利用深度学习方法提取被跟踪目标的
学位
目标选择和目标拖拽是触摸交互界面中常见的操作任务,当用户在大型触摸屏上完成目标选择和目标拖拽任务时,目标往往会超出用户的触及范围。直接触摸方法需要用户频繁挥动手臂甚至被迫移动身体到达目标位置才能完成选择,直接拖拽方法需要一直保持手指与屏幕的接触,长距离的手指滑动不仅带来了不舒服的摩擦感,还容易发生掉落事件导致目标拖拽的失败,容易让用户感到疲劳,从而降低体验感。本课题根据输入方式和交互任务的不同,提
学位
自主与安全平衡是无人机技术与产业健康、快速发展的战略需求和核心关键.在同时面对“不断提升的无人自主飞行性能”与“日趋严峻的物理、信息、智能等多域安全威胁”的挑战下,仅借鉴有人机安全体系,适度拓展适航飞行和感知规避为核心的安全架构已不能满足现在和未来无人机系统的安全需求,构建无人机自主安全新架构显得十分必要和迫切.本文从自主性这一无人机固有的本质属性出发,初步研究了无人机自主安全架构,重点定义和表征
期刊
随着国内经济不断发展,国外局势日趋紧张,对石油的需求逐年增加。石油作为重要的战略储备物资,我国建立大量储罐群进行存储。但由于电化学和化学腐蚀,储罐底部容易产生腐蚀和裂纹,如果疏于管理,容易造成石油泄漏的严重后果,因此需要对储罐进行定期检测和修复。声发射检测凭借能在线监测的优势,避免了开罐停运带来的经济损失,同时具有检测效率高、检测可靠性强的优点,使声发射检测得到广泛应用。然而储罐底板的腐蚀情况十分
学位
人体姿态估计作为计算机视觉领域中的主要研究分支,在工业视觉检测、安防监控、机器人辅助设计、医疗辅助分析、行为识别和电影后期制作等诸多方面工作中有广泛的应用。随着人工智能和卷积神经网络的越发流行,对于采用卷积神经网络作为模型的主要构建单元的人体姿态估计方法在性能上也取得了重大进展。不过现有方法的网络模型仍有较多局限性,比如在多人场景中目标尺度不一的情况下,中远距离的目标尺度较小导致姿态估计效果不佳。
学位
长输油气管道被广泛应用于运送石油、天然气等人民生产生活所需能源,确保长输管线的安全运行具有重要的经济和社会意义。然而,如果管道发生泄漏、爆管等意外事件,会造成巨大的经济损失以及危害人民生命安全。管道漏磁内检测技术具有抗干扰能力强、采集信号速度快,无需耦合剂的优点,已经成为国际无损检测领域公认的管道安全维护的最有效手段之一。建立缺陷检测信号数学模型,分析各分量信号以准确评估缺陷对漏磁检测具有重要意义
学位
金属板材和管材广泛应用于工业生产、建筑和石油运输等行业。金属板材生产过程中,厚度是重要的生产指标,而输油管道使用过程中,厚度检测不到位,容易发生原油的泄露,甚至爆炸,危害人民群众财产和生命安全。厚度无损检测方法发展至今,已拥有涡流、激光、射线和超声检测等诸多方法。超声检测以其诸多优点,广泛应用于工业无损测厚领域,主要有压电超声和电磁超声检测两种。压电超声测厚相对成熟,但局限于需要使用耦合剂、待测物
学位
石油、天然气是国家能源储备的重要能源,油气管道运输是油气能源的主要运输方式之一,具有方便快捷、不占用地面空间以及安全性高等特点。我国长输油气管道总里程超过12.23万公里并且仍在不断增长中。由于油气能源具有易燃、易爆的特点,存在安全隐患,因此管道安全的管理就显得尤为重要。管道在长期运行的过程中受到外部载荷的作用从而产生应力,当外部载荷不断增大,管材从弹性变形阶段逐渐转变为塑性变形,最终甚至疲劳失效
学位
滚动轴承被称为“工业的关节”,是一种在军事、生产、设备开发等诸多领域中应用十分广泛的基础件,在国民经济和国防事业中发挥着十分重要的作用。滚动轴承作为传动系统中的重要组成部分,其运行状态的可靠性对机械系统有着直接的影响。因此对滚动轴承进行健康状态管理,实现对滚动轴承的剩余寿命预测,可以对整个机械系统的安全运行提供保障。近年来,随着计算机算力的稳定提高和工业生产力水平的快速发展,国内外对大型设备的健康
学位