基于深度学习的轨迹预测

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shuaigekk1989
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
随着智能手机和GPS导航仪的普及,海量记录位置信息的数据被不断产生,对这些位置数据进行实时分析和充分利用的需求日益迫切。轨迹数据作为最常见的位置数据,是智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)中研究的重点方向。本文将研究移动轨迹的预测模型,该领域是近几年智慧城市与智能交通的研究热点之一,主要是因为对移动对象的轨迹进行实时的预测可以有效地防止交通拥堵,同时能够为用户提供更加个性化的基于位置的服务。目前已存在多种轨迹预测问题的解决方法,包括基于统计的方法和基于深度学习的方法。但是现有的方法缺少统一的评测环境,因此很难对不同算法的性能进行客观比较。其次,许多算法借助额外的数据来提高预测精度,而这些外部数据往往难以获得,这就导致评价这些算法时缺少公平的实验设定和评价标准。针对这些问题,本文对多种主流的预测算法在相同的数据集、硬件环境、实验设定和评价标准的情况下进行全面的评估。我们选取5个基于统计的算法和10个基于深度学习的算法,给定的评估设定是利用一个移动对象过去30个时间戳的原始轨迹数据,对未来不同长度时间的轨迹进行预测,使用平均绝对误差和命中率来对预测效果进行统一的评估。我们利用三个具有不同运动模式的真实轨迹数据集对上述15种算法进行广泛的实证评估,并根据实验结果揭示有趣的发现和规律。在评估各个轨迹预测算法的过程中,我们发现两个问题,一个是在真实的轨迹数据集中,存在大量符合真实运动模式的静止轨迹,现有的预测方法在处理这种输入数据时,通常都会输出一条运动的轨迹,这会导致预测的误差很大。第二个问题是,由于轨迹点都是由二维经纬度组成,许多数据之间的差异非常微小,直接使用单个模型无法很好的对数据建模。针对第一个问题,本文提出一个移动状态预测组件,在预测轨迹之前先对其运动状态进行预测,该组件能够有效地提高预测精度。针对第二个问题,我们借助多层感知机和长短期记忆网络来解决,利用多层感知机来捕获轨迹数据中的局部特征,利用长短期记忆网络来捕获轨迹数据中的时间特征。我们将移动预测组件组合到多层感知机和长短期记忆网络中,得到一个新的基于随机森林和MLP-LSTM的轨迹预测混合模型。本文在三个真实的数据集中对我们提出的混合模型进行验证,实验结果表明,本文提出的混合模型优于现有的对比方法。
其他文献
虽然业内对于降低汽车燃油消耗的关注主要集中于动力总成领域,但车辆上的其它系统也正通过轻量化和提高机械效率来为节能做出重要贡献。安全、转向和制动零部件近年来取得了尤
在西方自然法思想从以阿奎那神学自然法为代表的古代自然法向近代自然法转变的过程中,16到17世纪初西方历史上最为重要的事件——宗教改革与反宗教改革——在其中起到了十分重
小学科学是一门综合性的学科,包含自然、物理、化学等各方面的知识内容,学好小学科学不仅可以为之后的学习奠定良好的基础,还能培养学生的学科素养,提高思维能力。然而,在小
中国经济的高速发展,给建筑装修行业带来了前所未有的繁荣,尤其是欧式实木窗市场的巨大需求,导致国内外企业纷纷抢滩这块市场,导致竞争进一步加剧。作为哈尔滨知名木业企业—HY木
通海阀是潜器控制系统的重要执行部件,对潜器安全起着关键性的作用。随着潜器下潜深度的加大,高压通海阀的结构设计、性能优化、可靠性等日益成为国内外研究的重要课题。本文主
袋控肥是一种根据果树树体较大、养分需要量多的特点而设计,通过肥料袋上的微孔控制肥料养分释放的缓效肥料。能够缓慢的释放养分满足果树的养分需求,且具有成本低、工艺简单
中国葡萄酒庄建设尚处于初步发展阶段,对兼具观光和生产的葡萄酒庄景观设计还缺乏一定研究。本文通过对湖南城郊葡萄酒庄园实地及问卷调查,分析总结相关的理论研究成果,提出
本课题采用亚硫酸氢钠封端法合成了一种水溶性封端二异氰酸酯单体无甲醛抗皱整理剂,选用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和亚硫酸氢钠为主要原料,以水和乙醇为主要溶剂进行合成。将
大连教育学院与中小学校共同创建和培育研训基地,倾力打造"教育教学研究基地""学科教学改革实验基地""中小学教师培训实践基地"和"名师培养孵化基地"。基地建设有力助推区域
湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统,是重要的生存环境和自然界最富生物多样性的生态景观之一,被称为“地球之肾”。广州万亩果园湿地位于广州市中央核心城区最大的