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专利号: 2021102807744
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于轻量级神经网络的自动驾驶方向预测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:训练神经网络模型;

101:获取图像数据;

102:图像预处理;

103:将预处理的图像传入EffNet网络中,EffNet网络会根据输入图像产生一个期望转动的角度;

104:在手动模式下记录转动方向盘的角度,对其捕获的图像进行预处理,产生一个实际方向盘转动的角度;

105:计算期望转动的角度与实际方向盘转动的角度的差值;

106:将差值通过BP神经网络传播算法传给EffNet网络,不断进行权重更新,以使期望转动的角度与实际方向盘转动的角度的差值达到最小,此时,保存最优训练神经网络模型;

步骤2:测试神经网络模型

201:利用Unity模拟器中汽车的中央摄像头捕捉当前画面,将当前画面通过网络socketio传给EffNet网络,作为EffNet网络的输入;

202:EffNet网络根据当前画面来预测汽车方向盘转动的方向和角度,把预测出来的角度传送给Unity模拟器,让Unity模拟器根据传回的角度控制汽车运行,汽车继续前行,将前方弧面实时传送EffNet网络,以此反复。

2.根据权利要求1所述的一种基于轻量级神经网络的自动驾驶方向预测方法,其特征在于,在步骤101中,通过Unity模拟器获取图像数据,该Unity模拟器有左中右三个摄像头用以捕捉画面,按下手动模式,用来获取训练数据集,可以分别获取当前时刻驾驶汽车的角度、油门、速度以及刹车数据,生成24108图片,每张图片像素为320*160,保存到IMG文件夹下,并生成.csv文件进行保存。

3.根据权利要求1所述的一种基于轻量级神经网络的自动驾驶方向预测方法,其特征在于,在步骤102中,图像预处理包括以下步骤:(1)图像切割;

(2)图像亮度调整;

(3)图像角度调整。

4.根据权利要求3所述的一种基于轻量级神经网络的自动驾驶方向预测方法,其特征在于,在上述步骤(2)中,首先将图像从RGB色彩空间转换为HSV色彩空间,其中V代表亮度,HS代表色度和饱和度;然后保持HS的值不变,将V的值乘以一个系数alpha,系数alpha取值范围为[0.1,1];最后再将HSV图像转化为RGB图像。

5.根据权利要求3所述的一种基于轻量级神经网络的自动驾驶方向预测方法,其特征在于,在上述步骤(3)中,对图像进行水平翻转。

6.根据权利要求1所述的一种基于轻量级神经网络的自动驾驶方向预测方法,其特征在于,在上述步骤1和2中,EffNet网络中,采用Leaky ReLU激活函数,采用自适应矩阵估计优化器,epoch为25次;批处理图像数量batch_size设置为32,损失函数为均方误差损失函数。

7.根据权利要求1所述的一种基于轻量级神经网络的自动驾驶方向预测方法,其特征在于,在上述步骤106中,利用BP反向传播算法来改变权重,反向传播的算法,采用δ学习算法调整各层间的权值;

输出层与隐藏层的连接权值学习算法为:其中δ为学习效率,δ∈[0,1];

k+1时刻网络的权值为:

wjo(k+1)=wjo(k)+Δwjo         (2)隐藏层与输入层连接权值wij学习算法k+1时刻网络的权值为

wij(k+1)=wij(k)+Δwij    (5)为避免权值的学习过程发生振荡、收敛速度慢,即加入动量因子α使得,动量因子α∈[0,1]:

wjo(k+1)=wjo(k)+Δwjo+α*(wjo(k)‑wjo*(k‑1)    (6)wij(k+1)=wij(k)+Δwij+α*(wij(k)‑wij*(k‑1))    (7)。