本文選題：軌跡預測　切入點：隱馬爾科夫模型(HMM)　出處：《南京郵電大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：在智能交通系統(tǒng)(ITS)、智能導航、移動電子商務、物流配送中,實時、精確、可靠的車輛軌跡預測具有極高的應用價值。車輛軌跡預測不僅可以提供精準的基于位置的服務,而且可以提前監(jiān)測和預判交通狀況,進而為用戶推薦最佳路線。本文首先建立道路網(wǎng)絡模型,挖掘車輛歷史軌跡的雙層隱藏狀態(tài),并根據(jù)歷史軌跡確定隱馬爾可夫模型(HMM)參數(shù),然后采用Viterbi算法確定車輛已行駛軌跡對應的雙層隱藏狀態(tài)序列。最后提出一種基于雙層隱藏狀態(tài)的隱馬爾可夫模型車輛軌跡預測算法(DHMTP),預測車輛將要行駛的完整軌跡和車輛行駛軌跡在未來k個階段的近鄰單元的位置信息。由于采集到的數(shù)據(jù)相對有限,當前的訓練集數(shù)據(jù)無法包含所有的車輛行駛路徑。在測試該模型預測車輛路徑的準確性時,我們所用到的測試集包括訓練集中不存在的路徑或者坐標點。另外,在我們先前已經(jīng)建立的用于車輛路徑預測的隱馬爾可夫模型中還存在一類“零概率”問題。出現(xiàn)“零概率”時有兩種可能,一種是在訓練集中某種坐標點出現(xiàn)的次數(shù)為零,另外一種是某些車輛行車路徑或坐標點在訓練集中不存在,但是在測試集中存在。因此,本文采用基于K-means++聚類算法擴充訓練集,采用平滑技術(shù)解決“零概率”問題,以此優(yōu)化隱馬爾科夫模型,進而提出Possible_Track算法預測車輛軌跡路徑。最后,在研究基于隱馬爾可夫模型的車輛軌跡預測方法的基礎上,我們提出了基于HMM的路徑推薦系統(tǒng)框架。在短時間內(nèi),可以提醒處在擁堵十字路口的駕駛員車輛前行的安全性;在長時間內(nèi),預測可能會發(fā)生交通堵塞的區(qū)域,及時做出調(diào)度,引導交通并提醒駕駛員及時做出路線調(diào)整。
[Abstract]:In the intelligent transportation system (its), intelligent navigation, mobile electronic commerce, logistics distribution, real-time, accurate and reliable vehicle trajectory prediction has high application value. Vehicle trajectory prediction can not only provide accurate location-based services. Moreover, the traffic condition can be monitored and forecasted in advance, and then the best route can be recommended. Firstly, the road network model is established to mine the double hidden state of the historical track of the vehicle, and the HMMM parameters are determined according to the historical track. Finally, a hidden Markov model vehicle trajectory prediction algorithm based on double hidden state is proposed to predict the integrity of vehicle driving. Location information of the nearest neighbor unit in the next k stages of the trajectory and the vehicle trajectory. Due to the relatively limited data collected, The current training set data cannot contain all vehicle paths. In testing the accuracy of the model for predicting vehicle paths, the test set we use includes paths or coordinate points that do not exist in the training set. There is also a class of "zero probability" problem in the hidden Markov model that we have established previously for vehicle path prediction. There are two possibilities when "zero probability" occurs, one is that the number of occurrences of a certain coordinate point in the training set is zero. The other is that some vehicle paths or coordinate points do not exist in the training set, but exist in the test set. Therefore, this paper uses K-means clustering algorithm to expand the training set, and uses smoothing technology to solve the "zero probability" problem. In this way, the hidden Markov model is optimized, and then the Possible_Track algorithm is proposed to predict the vehicle trajectory. Finally, based on the research of the vehicle trajectory prediction method based on the hidden Markov model, We propose a path recommendation system framework based on HMM. In a short period of time, we can remind drivers at congested crossroads of the safety of moving ahead; in the long run, we can predict the possible traffic jam areas and make timely scheduling. Guide traffic and remind drivers to make route adjustments in time.
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U495;O211.62

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