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专利号: 2021104927628
申请人: 河南科技大学
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:

1.一种抗环境干扰的驾驶意图在线辨识方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:设计抗干扰的快速聚类算法和在线自标注算法,构成驾驶意图在线辨识模型;步骤二:利用实车历史数据,训练在线辨识模型;步骤三:将训练好的在线辨识模型置入实车控制器中,实现驾驶意图的在线辨识;

步骤一包括以下内容:

1)、设计基于K‑means思想的HADANOC大样本快速聚类算法,流程如下:S1:将整个样本空间分割成n×n个小方格;

S2:逐个检测所有方格,并找到含样本点数最少的一个或多个非空方格;

S3:以找出的方格为中心,向外逐层扩张,并由层数a计算熵值:S4:重复S3,直到熵值低于阈值e且此时扩张后的区域中所含数据点数量等于初始数量时,删除数据点即噪声;

S5:将某一样本数据作为初始聚类中心Ci;

S6:计算各样本xi与聚类中心之间的最小距离minD(xi),计算最小距离之和sum(minD(xi));

S7:在0到sum(minD(xi))之间随机选择一个值R,并迭代计算R=R‑minD(xi);

S8:重复S6和S7,直到R≤0,将样本xi作为聚类中心,并放入聚类中心集中;并重复S5‑8,直到聚类中心数等于设定值K,随后执行S9;

S9:找到属于聚类中心cl所属的所有样本xp:S10:重复S9,直到所有样本都找到稳定的聚类中心;

2)、设计基于SVM和NN的HSL‑SVM/NN在线自标注算法,流程如下:建立一个N个样本M个类别的多分类SVM模型:K

式中,xn∈R ,yn∈{1,2,...,M},n=1,2,...,N,表示K维特征向量xn标记为yn类;t表示类j,k组合集的索引值,ξ为松弛变量, 表示非线性映射;将式(1)转化为拉格朗日函数:式中,αt≥0,βt≥0,γt≥0为拉格朗日乘子;

于是,可得

因此,方程(2)的对偶问题如下:

约束为式(4)和(5);

因此,原问题的最优解满足方程(3);

因此,类i和类j之间的判别函数为:

给定

因此,式(3)至式(7)可重写为:

式中,

HSL‑SVM/NN在线自标注算法的具体设计流程如下:Step 1:将样本分为三组:训练集、测试集、交叉验证集;

Step 2:计算式(12)在约束(10)和(11)下的最优解;

Step 3:获得原问题(1)在约束下(9)的解向量;

Step 4:获得决策函数(13),并获得所有数据的标签值;

Step 5:利用训练集数据及其标签,采用随机梯度下降方法训练BP神经网络,并利用网络获得测试集和验证集的预测标签值;

步骤二包括以下内容:

1)、采集历史行车数据,包括:车速、加速度、减速度、需求功率、制动踏板电压、制动踏板位移、制动踏板角速度、制动踏板线速度、制动踏板力矩、加速踏板电压、加速踏板位移、加速踏板角速度、加速踏板线速度、加速踏板力矩;

2)、利用皮尔逊相关系数方法对行车数据的参数进行相关性分析,获取一组相互独立的基本特征向量集:式中,Fg和Fh分别表示由不同行车参数构成的变量;

3)、采用HADANOC算法,对基本特征向量集中的大规模历史样本数据进行聚类,随后利用HSL‑SVM/NN自标注算法对聚类结果进行自动标注,并将样本分为三个部分:训练集、测试集、验证集,训练在线自标注网络模型;

4)、综合HADNOC聚类算法和由HSL‑SVM/NN自标注算法获得的自标注网络模型,建立在线辨识模型。

2.根据权利要求1所述的一种抗环境干扰的驾驶意图在线辨识方法,其特征在于:所述步骤三具体流程如下:

1)、将训练好的在线辨识模型,在MATLAB上实现,并转成C语言代码;

2)、将C代码嵌入整车控制器中,实现在线辨识。