توصيفگر ها :
مكانيزم توجه , پيشبيني مسير حركت انسانها , يادگيري عميق , پويايي حركت انسانها , تعامل انسان-انسان , يادگيري تقويتي , شبكههاي عصبي بازگشتي
چكيده فارسي :
پيشبيني مسير حركت انسانها در كاربردهاي مختلف، از جمله وسايل نقليه خودران، روباتيك اجتماعي و مديريت جمعيت، يك كار حياتي است. روشهاي مختلفي در اين زمينه ارائه شدهاست از جمله روش Social LSTM. مدل Social LSTM به طور گسترده براي پيشبيني مسير حركت انسانها استفاده شدهاست، اما محدوديتهايي دارد، مانند رفتار يكسان با همه همسايگان بدون در نظر گرفتن اهميت آنها. براي پرداختن به اين موضوع، در اين پاياننامه يك رويكرد پيشبيني مسير حركت نوآورانه به نام Attention Social LSTM پيشنهاد شدهاست كه از مكانيزم توجه براي تمركز انتخابي بر تعاملات مربوطه در طول پيشبيني مسير حركت انسانها استفاده ميكند. در روش پيشنهادي، ابتدا ضرايب توجه با استفاده از يك شبكه مبتني بر يادگيري تقويتي استخراج ميشود. اين ضرايب توجه، اهميت هر همسايه را هنگام پيشبيني مسير حركت يك انسان هدف، مشخص ميكند. با گنجاندن اطلاعات سرعت در مكانيزم توجه، مدل پيشنهادي بينش عميقتري در مورد پويايي حركت انسان به دست ميآورد كه منجر به پيشبينيهاي دقيقتر ميشود. اين ضرايب توجه با روش SARL استخراج ميشوند. معماري Attention Social LSTM ارائهشده ضرايب توجه، دادههاي موقعيت و اطلاعات ماژول ادغام اجتماعي را به بلوكهاي با حافظه بلند-كوتاه مدت ارسال ميكند و زمينهاي جامع براي پيشبيني مسير حركت انسانها فراهم ميكند. مكانيزم توجه به طور قابل توجهي توانايي مدل را براي گرفتن تعاملات معنيدار بهبود ميبخشد كه منجر به عملكرد پيشبيني بهتر مسير حركت انسانها ميشود. براي ارزيابي اثربخشي رويكرد ارائهشده، آزمايشهاي گستردهاي روي مجموعه دادههاي ETH و UCY انجام شدهاست. ارزيابي بر اساس معيارهاي پركاربرد ميانگين خطاي جابجايي (ADE) و خطاي جابجايي نهايي (FDE) انجام شدهاست. نتايج نشاندهنده برتري رويكرد پيشنهادي اين پاياننامه نسبت به مدل Social LSTM است. در مجموعه داده ETH و UCY، رويكرد پيشنهادي به ميانگين كاهش 6.2 ٪ در خطاي ADE و 6.3 ٪ در خطاي FDE در مقايسه با روش Social LSTM دست مييابد. رويكرد پيشنهادي اين پاياننامه پيشرفت قابل توجهي را نسبت به مدل Social LSTM براي پيشبيني مسير انسان ارائه ميكند. با استفاده از مكانيزم توجه، مدل ارائهشده ميتواند به طور موثر بر تعاملات انسانها تمركز كند، كه منجر به پيشبينيهاي مسير حركت دقيقتر و مطمئنتر ميشود.
چكيده انگليسي :
Predicting the movement path of humans is a critical task in various applications, including autonomous vehicles, social
robotics, and crowd management. Various methods have been presented in this field, including the Social LSTM method.
The Social LSTM model has been widely used to predict the movement path of humans, but it has limitations, such as
treating all neighbors the same regardless of their importance. To address this issue, in this thesis, an innovative movement
path prediction approach called Attention Social LSTM is proposed, which uses the attention mechanism to selectively
focus on relevant interactions during human movement path prediction. In the proposed method, attention coefficients are
first extracted using a network based on reinforcement learning. These attention coefficients determine the importance
of each neighbor when predicting the movement path of a target human. By incorporating speed information into the
attention mechanism, the proposed model gains a deeper insight into the dynamics of human movement, leading to more
accurate predictions. These attention coefficients are extracted by the SARL method. The presented Attention Social
LSTM architecture sends attention coefficients, position data, and social pooling module information to long-short-term
memory blocks and provides a comprehensive framework for human movement path prediction. The attention mechanism
significantly improves the model’s ability to capture meaningful interactions, leading to better prediction of the performance
of humans’ movement paths. To evaluate the effectiveness of the proposed approach, extensive experiments have been
conducted on ETH and UCY datasets. The evaluation is based on the widely used average displacement error (ADE) and
final displacement error (FDE) criteria. The results show the superiority of the proposed approach of this thesis compared
to the Social LSTM model. On the ETH and UCY datasets, the proposed approach achieves an average reduction of 6.2%
in ADE error and 6.3% in FDE error compared to the Social LSTM method. The proposed approach of this thesis provides
a significant improvement over the Social LSTM model for predicting human paths. By using the attention mechanism, the
proposed model can effectively focus on human interactions, which leads to more accurate and reliable trajectory predictions.