清華新聞網(wǎng)3月28日電 隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)快速發(fā)展，自動(dòng)駕駛車輛整體舒適性受到越來越多的關(guān)注。在確保安全行駛的同時(shí)，如何提升舒適性是一項(xiàng)重要研究課題。近日，清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院李駿院士團(tuán)隊(duì)提出基于多頭注意力機(jī)制的駕駛舒適性預(yù)測(cè)模型，并將其運(yùn)用至自動(dòng)駕駛路徑規(guī)劃，在不改變自動(dòng)駕駛安全性的情況下，成功提升了整體舒適性。
自動(dòng)駕駛舒適性預(yù)測(cè)模型
盡管現(xiàn)有技術(shù)已在局部路徑規(guī)劃（如車道變換、制動(dòng)控制）方面引入加速度、加加速度等約束以提升舒適性，然而總體而言，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)車輛的舒適性控制仍與優(yōu)秀駕駛員存在差距，其中宏觀道路信息未被充分利用是一項(xiàng)重要原因。研究團(tuán)隊(duì)指出，交通信號(hào)燈密度、交叉路口數(shù)量、轉(zhuǎn)彎需求、天氣等宏觀道路條件均會(huì)影響自動(dòng)駕駛車輛舒適度，自動(dòng)駕駛規(guī)劃應(yīng)當(dāng)將此類因素納入考量。
為解決這一問題，研究團(tuán)隊(duì)提出了基于多頭注意力機(jī)制與XG Boost的ADCP模型，實(shí)現(xiàn)從道路信息到宏觀舒適性指標(biāo)的預(yù)測(cè)。通過真實(shí)車輛數(shù)據(jù)采集與仿真結(jié)合，構(gòu)建了全球首個(gè)“道路信息-舒適性”數(shù)據(jù)集，量化了道路特征（如擁堵程度、道路寬度、路口數(shù)量等）與舒適性指標(biāo)（如加速度變化率等）的關(guān)聯(lián)性。同時(shí)，研究結(jié)合乘員主觀感受提出綜合評(píng)價(jià)方法，驗(yàn)證了模型的有效性，綜合評(píng)價(jià)效果提升13%。
應(yīng)用ADCP模型的路徑規(guī)劃
該模型能夠同車輛底盤控制、局部路徑規(guī)劃等相結(jié)合，進(jìn)一步提升整車控制效果。在不改變自動(dòng)駕駛安全性的前提下，對(duì)整體舒適性有著顯著的提高，為平衡自動(dòng)駕駛安全性和舒適性提供了參考。文中還提到，這一成果具備一定的商業(yè)價(jià)值，不僅為自動(dòng)駕駛規(guī)劃控制算法優(yōu)化提供了新思路，還可以賦能導(dǎo)航地圖軟件，為用戶優(yōu)先推薦高舒適性路線，助力智能出行服務(wù)升級(jí)。
相關(guān)研究成果以“利用道路信息和多頭注意力模型預(yù)測(cè)自動(dòng)駕駛汽車駕駛舒適性”（Predicting driving comfort in autonomous vehicles using road information and multi-head attention models）為題，于3月19日發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）上。
該研究由李駿院士團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成，車輛學(xué)院研究員黃朝勝為論文通訊作者，車輛學(xué)院2022級(jí)博士生陳正先為論文第一作者。團(tuán)隊(duì)博士后沈陽，助理研究員于文浩，車輛學(xué)院2019級(jí)博士生王華男、東北林業(yè)大學(xué)2021級(jí)本科生海涵、武漢理工大學(xué)2021級(jí)本科生倪文杰、荷蘭烏特勒支大學(xué)2021級(jí)碩士生劉宇琦等也為研究作出了貢獻(xiàn)。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-025-57845-z
供稿：車輛學(xué)院
編輯：李華山
審核：郭玲
