1.一种不同天气状况下机动车驾驶行为预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:构建Catboost回归预测模型;
S2:从前车车载电脑设备中获取车辆行驶速度以及行车加速度的数据,得到数据data1;数据为当前的行车速度和行车加速度,每3秒采集一次,得到数据speed和acceleration;结合车辆行驶时间的天气状况,将晴天、雨天、雪天、雾天四种天气变量列为标签,合并进数据data1,命名为数据data2;
S3:使用pandas工具的info()方法统计特征缺失情况;使用pandas工具的describe()方法统计变量的平均值,标准差,最大值,最小值,分位数信息;确认数据无异常情况,对数据进行计算,得到数据data3;
所述S3的对数据进行计算具体步骤包括:
S3.1、计算初始状态矩阵:统计数据中speed和acceleration的变换,序列标记分别为加速,减速,匀加速,匀减速,匀速的次数,即得到了初始状态矩阵A;
S3.2、HMM描述了两个随机过程之间的关系:一个由一组隐藏的状态S = {S1,S2,...,SN},其中N为无法直接测量的隐藏状态的数量;另一个随机过程由一组M个观察符号V ={V1,V2,...,VM};隐藏状态序列是Q= {Q1,Q2,...,QT},观察序列是O = {O1,O2,...,OT},其中T是序列的长度;使用HMM参数的序列通过分析观察序列来确定未观察到的状态;由数据speed和acceleration得到状态转移矩阵B:B=[bij]n*n
其中,bij是在时刻t处于状态Si的条件下时刻t+1转移到状态Sj的概率bij=P(qt=0|it=st );
S3.3、计算预测序列的概率,得到数据data3;
S4:标签建立,将数据集data3拆分,分为训练集和测试集,70%训练集和20%测试集;
S5:构建调优模型;Catboost采用了完全对称树作为基模型,嵌入了自动将类别型特征处理为数值型特征的算法;
所述S5的具体步骤包括:
S5.1:对分类特征进行统计,计算特征出现的频率;
S5.2:加上超参数,生成新的数值型特征;
S5.3:在对模型调优时使用超参数自动化框架Optuna单次执行,负责管理优化,记录实验结果;
S6:减免预测实验模型梯度消失,深层网络拟合同等函数需要用到resnet,潜在的恒等映射函数为:H(X)=X,将网络设计成H(X)=F(X)+X,利用1*1的卷积改变通道数目,转化为残差函数:F(X)=H(X)=X;
S7:将预测概率data3的训练集和测试集通过Catboost回归预测模型,所得结果概率data_pred,将data_pred返还HMM模型,得到输出的预测结果predicted speed和predictedacceleration;
所述S7的具体步骤包括:S7.1:分别输入晴天、雨天、雪天、雾天四种天气变量;
S7.2:其他车辆的驾驶行为预测结果作为本车辆行驶依据;
S7.3:模型评价,使用平均绝对误差MAE、均方根误差RMSE和平均绝对百分比误差MAPE和决定系数R2来测试模型训练效果。
2.根据权利要求1所述的一种不同天气状况下机动车驾驶行为预测方法,其特征在于,所述S1的具体步骤包括:S1.1:进行参数设置,迭代次数为100,树的深度为4,采用0.03的学习率,随机数种子设置为99;S1.2:建立特征数据和标签数据,y为标签数据,除y之外的为特征数据X=data.drop(columns=[‘y’]) Y=data[‘y’],训练模型。