一种基于轻量级神经网络的自动驾驶方向预测方法

文档序号:25735028发布日期:2021-07-06 18:43阅读:来源:国知局

技术特征:

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leakyrelu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)。


技术总结
本发明具体公开了一种基于轻量级神经网络的自动驾驶方向预测方法,包括以下步骤:步骤1:训练神经网络模型;步骤2:测试神经网络模型;在训练神经网络模型过程,对获取的图像进行预处理,经过对数据进行水平翻转,亮度调整,角度调整以及数据筛除操作,丰富了数据集,增加了训练样本,使得训练网络模型更好。且将EffNet网络与BP神经网络传播算法结合,来调整预测方向盘转动的角度与实际方向盘转动的角度的误差,减少了网络预算需求,具有实际参考价值,有很大的市场前景。

技术研发人员:王慧;蒋朝根
受保护的技术使用者:西南交通大学
技术研发日:2021.03.16
技术公布日:2021.07.06
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