[發(fā)明專利]一種行人軌跡預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011145543.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112215193B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁榮欽;李元滿;李霞;王娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G06V20/52
• 分類號(hào): G06V20/52;G06V10/44;G06V10/764;G06V10/82;G06N3/0475;G06N3/094;G06N3/0442;G06N3/0464;G06N3/0455
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 劉靜

1.一種行人軌跡預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

將預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)單一分辨率的行人歷史軌跡進(jìn)行時(shí)間壓縮調(diào)制和時(shí)間膨脹調(diào)制，構(gòu)建時(shí)間維度上具有多分辨率的時(shí)間金字塔層級(jí)行人歷史軌跡；

將時(shí)間金字塔層級(jí)行人歷史軌跡輸入生成器，提取時(shí)間金字塔層級(jí)行人未來(lái)軌跡特征，并通過(guò)編碼器對(duì)時(shí)間金字塔層級(jí)行人歷史軌跡進(jìn)行編碼后，由解碼器進(jìn)行解碼并自頂向下融合全局運(yùn)動(dòng)行為到局部運(yùn)動(dòng)行為，生成具有不同分辨率的時(shí)間金字塔層級(jí)行人未來(lái)軌跡；

將具有不同分辨率的時(shí)間金字塔層級(jí)行人未來(lái)軌跡通過(guò)融合網(wǎng)絡(luò)，生成精細(xì)化行人軌跡，判別器對(duì)生成的精細(xì)化行人軌跡進(jìn)行判別；

對(duì)生成器和判別器組成的生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，將訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)模型作為行人軌跡預(yù)測(cè)模型，對(duì)生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)的損失函數(shù)通過(guò)以下公式表示：

min_Gmax_DL_avd+L_s+L_f，

其中，L_avd表示生成式對(duì)抗訓(xùn)練的損失函數(shù)；X表示歷史軌跡，Y表示真實(shí)的未來(lái)軌跡，z表示噪聲，P_data(X,Y)表示(X，Y)的真實(shí)的數(shù)據(jù)分布；D(X,Y)表示真實(shí)行人軌跡在判別器的判別分?jǐn)?shù)；訓(xùn)練判別器過(guò)程中期望D(X,Y)盡可能接近1；D(X,G(z,X))表示生成器預(yù)測(cè)的未來(lái)軌跡的判別分?jǐn)?shù)；在訓(xùn)練生成器階段期望其盡可能接近1，以表示預(yù)測(cè)的軌跡接近真實(shí)軌跡；在訓(xùn)練判別器階段期望其盡可能接近0，以表示判別器能將真實(shí)軌跡與預(yù)測(cè)的軌跡區(qū)分出來(lái)；E表示計(jì)算對(duì)應(yīng)的期望，L_s表示時(shí)間金字塔層級(jí)行人未來(lái)軌跡的損失函數(shù)；L_f表示精細(xì)化行人未來(lái)軌跡的損失函數(shù)；

通過(guò)在訓(xùn)練判別器階段最大化L_avd，在訓(xùn)練生成器階段最小化

L_avd+L_s+L_f來(lái)更新優(yōu)化模型；

將預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的行人歷史軌跡輸入行人軌跡預(yù)測(cè)模型中，輸出未來(lái)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)精細(xì)化的行人軌跡預(yù)測(cè)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行人軌跡預(yù)測(cè)方法，其特征在于，編碼器和解碼器采用長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編解碼。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行人軌跡預(yù)測(cè)方法，其特征在于，采用多監(jiān)督的方式同時(shí)監(jiān)督時(shí)間金字塔層級(jí)行人軌跡和精細(xì)化行人軌跡，多監(jiān)督訓(xùn)練的損失函數(shù)通過(guò)以下公式表示：

其中，L_s表示時(shí)間金字塔層級(jí)行人軌跡的損失函數(shù)；是未來(lái)軌跡的真實(shí)金字塔源；表示不同層級(jí)的時(shí)間金字塔層級(jí)行人未來(lái)軌跡；l表示第l層，i表示行人i；超參數(shù)λ_l與的軌跡長(zhǎng)度成反比；L_f表示精細(xì)化行人未來(lái)軌跡的損失函數(shù)，表示預(yù)測(cè)的行人i的精細(xì)化軌跡，Y_i表示對(duì)應(yīng)的真實(shí)行人未來(lái)軌跡，N表示一個(gè)場(chǎng)景里行人的個(gè)數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行人軌跡預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述融合網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)卷積層。