Many trajectory forecasting methods, implementing deterministic and stochastic models, have been presented in the last decade for automotive applications. In this work, a deep-learning framework is proposed to model and predict the evolution of the coupled driver-vehicle system dynamics. Particularly, we aim to describe how the road geometry affects the actions performed by the driver. Differently from other works, the problem is formulated in such a way that the user may specify the features of interest. Nonetheless, we propose a set of features that is commonly used for automotive control applications to practically show the functioning of the algorithm. To solve the prediction problem, a deep recurrent neural network based on Long Short-Term Memory autoencoders is designed. It fuses the information on the road geometry and the past driver-vehicle system dynamics to produce context-aware predictions. Also, the complexity of the neural network is constrained to favour its use in online control tasks. The efficacy of the proposed approach was verified in a case study centered on motion cueing algorithms, using a dataset collected during test sessions of a non-professional driver on a dynamic driving simulator. A 3D track with complex geometry was employed as driving environment to render the prediction task challenging. Finally, the robustness of the neural network to changes in the driver and track was investigated to set guidelines for future works.


翻译:在过去的十年中,提出了许多轨道预测方法,用于实施汽车应用的确定性和随机模型。在这项工作中,提议了一个深学习框架,以建模和预测驱动器-车辆系统动态的演变情况。特别是,我们旨在描述道路几何如何影响驱动器所执行的行动。不同于其他工程,这个问题的表述方式是,用户可以指定感兴趣的特点。然而,我们提出一套通常用于汽车控制应用程序的功能,以实际显示算法的功能。为了解决预测问题,设计了一个基于长期短期内存自动电算器的深度经常性神经网络。它整合了有关道路几何学和以往驱动器系统动态的信息,以产生环境认知预测。此外,神经网络的复杂性受限制,以有利于用户在在线控制任务中使用该功能。我们提出的方法的功效在一项案例研究中得到了验证,该案例研究以移动算法为中心,使用了在动态驱动模拟器上收集的非专业司机测试期间收集的数据集。它把关于道路几何测量和以往驱动力系统动态智能的动态方向,用于对复杂方向的系统进行具有挑战性的预测。最后轨道,用于将复杂地质测量的轨道用于对未来方向的系统进行精确的预测。

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