张建华 李玮
东北林业大学 土木与交通学院,黑龙江 哈尔滨 150040
ZHANG Jianhua LI Wei
School of Civil Engineering and Transportation, Northeast Forestry University, Harbin 150040, Heilongjiang, China
摘要:
为提升环形交叉口等复杂结构化场景下的车辆轨迹预测精度,提出一种名为MST (MHA-SGC-TimeMixer)的深度学习框架,该框架构建了一个宏观-微观双层编码体系。宏观层面,采用多头注意力机制(Multi-Head Attention, MHA)捕捉由全局道路拓扑施加的长时程战略约束,即通过建模车辆完整历史轨迹与环岛结构,如出入口的深层关系,来推断其长期行驶意图;微观层面,首先利用简化图卷积网络(Simplified Graph Convolution, SGC)提取车辆间的即时空间关系,随后引入TimeMixer机制,将一维交互时序映射为多尺度、多分辨率的二维时空图像,通过对周期性战术行为与趋势性战略意图的显式解耦和分层融合,实现对深层交互模式的精准捕捉。两类信息经门控网络融合后,由门控循环单元(Gated Recurrent Unit, GRU)解码器生成最终轨迹。在公开数据集INTERACTION及RounD上的实验结果表明,在5秒预测时域内,所提模型在INTERACTION数据集上的平均位移误差(Average Displacement Error, ADE)与最终位移误差(Final Displacement Error, FDE)分别为1.19米和1.85米,在RounD数据集上分别为1.16米和1.80米,均优于对比基线模型。研究表明,通过对宏观全局约束与微观时空交互进行分层建模,特别是对交互模式进行解耦分析,能有效提升模型在复杂场景下的轨迹预测性能。