好文精选丨基于神经肌肉特性和多任务时序Transformer模型的驾驶员转向行为建模

来源:世展网 分类:车行业资讯 2024-03-23 07:39 阅读:3897
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2025年福州国际汽车展览会福州国际车展

2025-10-01-10-04

距离279

文章题目:基于神经肌肉特性和多任务时序Transformer模型的驾驶员转向行为建模引用词条:Xing, Y., Hu, Z., Mo, X. et al. Driver Steering Behaviour Modelling Based on Neuromuscular Dynamics and Multi-Task Time-Series Transformer. Automot. Innov. 7, 45–58 (2024). https:///10.1007/s42-x

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研究重点

Automotive Innovation  -

驾驶员转向意图预测可提升驾驶员与智能汽车或高级驾驶员辅助系统的交互效率和驾驶安全性。对于高级自动驾驶汽车,精确地预测驾驶员转向意图有助于实现更加平滑的人机切换控制,以及实时分析和预测紧急情况下驾驶员的接管控制质量。通过设计多任务Transformer时序模型对驾驶员转向行为姿态和转向意图进行联合表征学习,论文量化分析了转向姿态与转向意图的相关性,以及不同方向盘握姿下的离散姿态识别和连续转向力矩预测精度。

主要贡献

Automotive Innovation  -

1. 根据不同的手握方向盘姿态(区分单手和双手),论文分析了驾驶员上肢时序肌电特性与所产生的转向力矩之间的相关性,发现了不同握姿下上肢肌电信号相对于转向力矩的超前相位特征,为利用肌电信息预测驾驶员转向力矩奠定了实验基础。2. 基于四种常用特征融合结构,该文进一步设计了针对肌电时序信号的多任务时序模型,同时联合表征握姿识别和转向力矩预测以实现精确的转向意图预测。3. 针对不同方向盘握姿的实验结果表明: 
  • 所设计的多任务融合模型相较于单任务模型可同时有效提升握姿识别精度和转向力矩的预测精度。
  • 在单手转向情况下,该模型利用肌电信号可实现90.10%的方向盘握姿识别精度,以及0.0564 N·m 的转向力矩预测误差。
  • 在双手转向情况下,可实现97.47%的握姿识别精度,以及0.0399N·m 的转向力矩预测误差。

图表展示

Automotive Innovation  -

Table 1 Time delay (ms) analysis for different driving modes and postures

Fig. 1 Six driving postures for the two different driving modes. 

Fig. 2 Four developed multi-task time-series transformer networks

Fig. 3 Results comparison for driving postures recognition and steer-ing torque prediction for different models and driving postures with single-hand mode

Fig. 4 Results comparison for diving postures recognition and steer-ing torque prediction for different models and driving postures with both-hand mode

研究成果

Automotive Innovation  -

通过实验分析发现,双手转向模式产生的肌电信号能够更有效地促进模型握姿识别精度及减少转向力矩预测误差。该研究为基于肌电信号的人车协同转向与交互系统设计提供了理论依据和实验验证。

【作者团队简介】(按原文作者顺序排列)

邢阳,助理教授,英国克兰菲尔德航空学院。主要研究方向为人机交互与自主系统。胡中旭,教授,华中科技大学机械科学与工程学院。主要研究方向为自主系统与机器视觉莫小雨,博士后,南洋理工大学机械与航空学院。主要研究方向为自动驾驶与轨迹预测。杭鹏,特聘研究员,同济大学交通运输工程学院。主要研究方向为自动驾驶与智能控制理论。李树静,博士后,吉林大学计算机科学与技术学院。主要研究方向为自动驾驶与智能网络和通信。刘亚辉,副教授,清华大学车辆与运载学院。主要研究方向为人-车系统动力学和智能汽车,人-车协同转向控制及共驾技术。赵一帆, 教授,克兰菲尔德大学制造与材料学院。主要研究方向为非线性系统和信号处理。吕辰,副教授,南洋理工大学机械与航空学院。主要研究方向为自动驾驶决策与控制以及人机交互技术。文章获取扫描下方二维码,或点击阅读原文链接,即可阅读。《Automotive Innovation》介绍《Automotive Innovation》作为由国家新闻出版署批准的中国汽车行业首个英文科技期刊,也是中国汽车工程学会(China SAE)为行业打造的重要国际交流平台和窗口,旨在进一步推动国际合作与交流,加速中国汽车创新成果走向国际,提升中国在国际汽车界的话语权。自创刊以来,期刊就以建设世界一流期刊为目标,邀请全球15个国家和地区极具影响力的汽车领域专家担任编委,并与著名出版集团施普林格(Springer Nature)合作,以国际高标准确保论文水平和出版质量。期刊每季度出版1期,读者已涉及72个国家和地区,目前最高单篇下载次数超过32000次。期刊已被EI、ESCI、Scopus收录,2022影响因子为6.1,入选中科院分区表工程技术1区。期刊主要刊登汽车及出行领域范围内具有创新性的理论、方法研究,产品开发和工程技术应用等相关创新成果,涵盖智能网联汽车技术、新能源汽车技术、未来出行技术等领域。《Automotive Innovation》创刊联合主编为清华大学李骏院士、赵福全教授。执行副主编为吉林大学章新杰教授。在线投稿1、来稿应为原创论文,未曾公开发表,拒绝一稿多投;2、论文语言要求为英文,5000字左右;3、可登录期刊官网免费阅读及投稿:https:///421544、扫描下方二维码获取投稿指南和投稿模板。 联系方式联系人:李冬电话: 86-邮箱: jai-

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