自动驾驶预测算法工程师、AI算法工程师、智能驾驶系统开发人员、行为预测研究人员。
理解车辆行为预测的基本问题(预测轨迹、意图、交互)。
掌握主流行为预测模型的原理(基于物理、基于规划、基于学习)。
能够独立开发基于深度学习的轨迹预测模型,并进行训练与评估。
行为预测概述:行为预测在自动驾驶中的位置(感知→预测→决策→规划);预测的内容(轨迹预测、意图预测、多模态预测);预测的挑战(不确定性、交互性、多模态)。
预测问题定义:预测问题的数学表述(给定历史轨迹,预测未来轨迹);预测的评价指标(ADE、FDE、RMSE、minADE、minFDE);预测的时间范围(1秒、3秒、5秒)。
基于物理的预测:匀速/匀加速模型(CV、CA);卡尔曼滤波预测;基于运动学模型的预测(CTRV、CTRA);物理模型的优缺点(简单、适用于短期)。
基于规划的预测:假设其他车辆按照某种目标(车道保持、换道)行驶;用规划算法反推目标轨迹;基于模型的轨迹预测;交互的初步考虑。
基于学习的预测基础:循环神经网络(RNN/LSTM/GRU)用于时序预测;序列到序列(Seq2Seq)模型;编码器-解码器架构;输入特征的构建(历史轨迹、地图信息、交互信息)。
社会池化(Social Pooling):车辆间交互的建模;社会池化层的基本思想;基于网格的社会池化;基于注意力机制的社会池化(Social Attention)。
图神经网络(GNN)在预测中的应用:将车辆及其交互建模为图(Graph);图卷积网络(GCN);图注意力网络(GAT);GNN在交互建模中的优势。
多模态预测:未来轨迹的多模态特性(车辆可能左转、直行、右转);多模态预测的实现方法(多分支网络、Mixture Density Network MDN、多目标学习);轨迹的概率估计。
场景感知预测:地图信息的引入(车道线、路沿、中心线);地图的向量化表示(Lanelet2、HDMapNet);将地图信息与轨迹信息融合;异构图的构建。
交互感知预测:车辆间的交互影响(让行、抢行、汇入);联合预测(同时预测多辆车轨迹);交互性强的场景处理(环岛、交叉口、无保护左转)。
轨迹预测模型训练:数据集的准备(NGSIM、HighD、nuScenes、Argoverse);数据增强;损失函数的设计(回归损失+分类损失);训练策略;模型评估与对比。
综合实战项目:基于深度学习的车辆轨迹预测模型开发,包含数据预处理(Argoverse/nuScenes)、模型设计(LSTM+GNN+Social Attention)、模型训练、多模态轨迹生成、评估指标计算与可视化。