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ETH-UCY数据集由五个子集组成:ETH、HOTEL、UNIV、ZARA1和Z

ETH-UCY数据集由五个子集组成:ETH、HOTEL、UNIV、ZARA1和ZARA2。实验采用了留一法进行评估,即每次在四个子集上训练,在剩下的一个子集上测试。这种方法可以全面评估模型在不同场景下的泛化能力。而SDD数据集则包含了从斯坦福大学校园收集的超过10,000条轨迹,数据量比ETH-UCY大得多,更好地测试了模型处理大规模数据的能力。 在所有实验中,系统观察行人的历史轨迹8个时间步,预测未来12个时间步的轨迹。评估使用了两个标准指标:平均位移误差(ADE)和最终位移误差(FDE)。ADE测量预测轨迹与真实轨迹所有点的平均距离,而FDE则关注最终点的距离。这两个指标共同评估了预测的整体准确性和最终目标的准确性。 在ETH-UCY数据集上,SICNet的表现令人印象深刻。它的平均ADE为0.19,FDE为0.33,超过了所有对比方法。特别是与之前最好的方法MemoNet相比,SICNet在ADE上取得了显著改进,从0.21降至0.19。在各个子集上,SICNet都展现出了稳定的性能,特别是在复杂的ETH子集上,它将ADE从0.40降至0.27,FDE从0.61降至0.45,改进幅度高达32.5%和26.2%。 在SDD数据集上,SICNet也取得了竞争性能。它的ADE为8.44,是所有方法中最低的,而FDE为13.65,虽然略高于MemoNet的12.66,但仍明显优于其他方法。SICNet在ADE上的出色表现证明了稀疏实例在捕捉整体轨迹特征方面的优势,而FDE的表现也说明稀疏实例对最终目标的预测同样有效。 为了进一步验证SICNet的适应性和有效性,研究团队还进行了一系列消融实验。在不同best-of-K预测的实验中,SICNet在K=5、10、15时都超过了对比方法,显示了它在生成少量高质量预测方面的优势。更有趣的是,通过消融研究评估了SICNet各组件的贡献。基线模型(不使用稀疏实例、记忆精炼和聚类)的ADE为0.46,FDE为0.94。加入稀疏实例表示后,性能显著提升,ADE降至0.25,FDE降至0.50。进一步添加记忆精炼模块,ADE降至0.22,FDE降至0.39。最后引入聚类机制,模型达到最佳性能:ADE为0.19,FDE为0.33。这些结果清晰地展示了每个组件对模型整体性能的贡献。 在掩码阈值分析中,研究发现=0.2时模型性能最佳。当=0时,掩码失效,保留了整个实例,导致随机性损失;当=1时,整个实例被掩盖,没有指导信息用于多模态预测。这说明适当的掩码阈值对于平衡确定性和随机性至关重要。 对稀疏实例的分析也很有说服力。当用目标或实例替换稀疏实例时,性能显著下降,证明了稀疏实例相比目标条件和实例条件方法的优越性。目标条件方法的ADE为0.24,FDE为0.43;实例条件方法的ADE为0.23,FDE为0.38;而稀疏实例方法的ADE为0.19,FDE为0.33,表现最佳。 可视化结果更直观地展示了SICNet的优势。与目标条件方法PECNet相比,SICNet不仅能预测接近真实的终点,还能生成更准确的中间轨迹。与实例条件方法PCCSNet相比,SICNet的预测轨迹更接近真实轨迹,显示了它在处理复杂多模态预测任务上的优越性。