車輛軌跡數(shù)據(jù)集之 “exiD數(shù)據(jù)集”
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個(gè)人網(wǎng)址:www.vehicletrajectorymining.com
1. 為何要研究匯入行為
大家都知道近幾年自動(dòng)駕駛技術(shù)比較火熱。L2級(jí)車輛的商業(yè)化量產(chǎn),以及L4/L5級(jí)高級(jí)技術(shù)的即將實(shí)施,自動(dòng)駕駛技術(shù)在現(xiàn)實(shí)世界道路上的應(yīng)用正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)大多來自于與附近的車輛、脆弱的道路使用者、靜態(tài)物理障礙物和動(dòng)態(tài)物理障礙物進(jìn)行的交互。
大家可以去DMA(Department of Motor Vehicles)官網(wǎng)上,去下載每年AV在加州路測(cè)報(bào)告的,2021年共有117起車禍,其中相當(dāng)一部分是由于AV從當(dāng)前車道向其他車道移動(dòng)的交互行為造成的。
其中,最為關(guān)鍵的一個(gè)駕駛場(chǎng)景就是匯入場(chǎng)景,這是因?yàn)锳V需要在匯入過程中需要與周邊車輛進(jìn)行不斷的交互。因而,如何使得AV在匯入過程中,至少不發(fā)生碰撞,同時(shí)也要兼顧效率,舒適,能耗,安全等等,是目前比較熱門的一個(gè)研究方向。以上說了這么多,我們可以舉幾點(diǎn)來說明挖掘匯入行為后的應(yīng)用:
基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的各種算法:做過這一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)這一類研究的小伙伴應(yīng)該清楚,在訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)前,需要盡可能把數(shù)據(jù)集吃透吃細(xì),才可能使得模型有更好的效果,涉及到的有針對(duì)匯入行為的軌跡預(yù)測(cè)模型,針對(duì)匯入軌跡的聚類算法,當(dāng)然還有很對(duì)面向匯入的規(guī)控算法等等等等。
自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試:通過對(duì)于實(shí)際的匯入軌跡集挖掘,可以指導(dǎo)仿真測(cè)試中用例集的構(gòu)建,比如更合理地泛化各匯入場(chǎng)景的參數(shù),使得我們可以加速仿真測(cè)試,提高仿真測(cè)試的效率;通過真實(shí)軌跡也可以幫助我們?nèi)プR(shí)別一些corner case,更有助于提高AV覆蓋corner case的能力;
ADAS軟件:分析研究car、truck、van間的匯入行為差異;不同駕駛員(男女,歲數(shù),激進(jìn),保守等等);不同天氣;工作日非工作日;早高峰晚高峰平峰等等,分析出來的結(jié)果有助于指導(dǎo)ADAS軟件,比如ACC,LKA中一些參數(shù)的設(shè)置等等。
交通仿真軟件:可以指導(dǎo)交通微觀仿真軟件,比如SUMO, VISSIM軟件中,對(duì)于底層參數(shù)的調(diào)整,比如標(biāo)定跟馳模型參數(shù)后,再修改原本的默認(rèn)參數(shù)等等等。
以上只是羅列了幾點(diǎn),還有很多可以應(yīng)用的地方。
2. 針對(duì)匯入行為的車輛軌跡集介紹
現(xiàn)有快速路公開的車輛軌跡主要有如下幾個(gè),最常被分析的是NGSIM和HighD軌跡集。當(dāng)然也有學(xué)者自己去采集匯入?yún)^(qū)域的軌跡,但出于項(xiàng)目或是個(gè)人原因,這些私人的數(shù)據(jù)集并沒有公開出來。exiD數(shù)據(jù)集采集于2021年,也是HighD和InD那個(gè)團(tuán)隊(duì)所貢獻(xiàn)的,其提供了7個(gè)匯入?yún)^(qū)域的軌跡,該數(shù)據(jù)集還首次提供了Opendrive與lanelet2兩種格式的高精度地圖。

相比于現(xiàn)有的幾個(gè)軌跡,exiD數(shù)據(jù)集主要的優(yōu)點(diǎn)可以歸納為如下幾點(diǎn),因而其可能更適用于匯入行為挖掘(Merging behavior analysis):
數(shù)據(jù)集更新,其采集2021年,文章于2022年發(fā)表在IEEE-IV會(huì)議上;
專門針對(duì)匯入行為而采集的軌跡,其提供單次匯入、多次匯入(location0)、匯出、以及交織(location1)等行為;HighD, NGSIM數(shù)據(jù)集更多的是針對(duì)快速路主線的跟馳與換道行為;
首次提供了匯入?yún)^(qū)域的Opendrive與lanelet2高精地圖,這是現(xiàn)有所有軌跡集所未曾提供過的;這可能能幫助我們更深入地理解匯入行為;
對(duì)于匯入?yún)^(qū)域的采集時(shí)長(zhǎng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于NGSIM,HighD(更多是主線),INTERACTION數(shù)據(jù)集,共計(jì)有69172輛;Automatum雖然提供了30小時(shí),但其采集的場(chǎng)景是主線和匯出;
其采集的position error要小于10cm;
其同時(shí)提供了car, truck, van三種不類型的車輛。
感興趣的小伙伴,可以去閱讀這篇文章“The exiD Dataset: A Real-World Trajectory Dataset of Highly Interactive Highway Scenarios in Germany”
3. exiD數(shù)據(jù)集介紹
以下為該數(shù)據(jù)集官網(wǎng)與數(shù)據(jù)集字段說明的鏈接:
https://www.exid-dataset.com/
https://www.exid-dataset.com/format

下圖為七個(gè)匯入地點(diǎn)的無人機(jī)俯拍圖:
location 0: 輔道車輛會(huì)有連續(xù)兩次的匯入行為;
location 1: 同時(shí)存在匯入?yún)R出(交織)的情形;
location 2: 正常單次匯入;
location 3: 正常單次匯入;
location 4: 未拍攝到加速車道末尾;
location 5: 正常單次匯入;
location 6: 正常單次匯入;

4. 使用申請(qǐng)
和highD/ inD數(shù)據(jù)集一樣,需要在exiD數(shù)據(jù)集官網(wǎng)填寫如下信息,才能使用該數(shù)據(jù)集,需要注意如下幾點(diǎn):
需要掛梯子;
yourself, position, research plan, what exactly you would
like to use the exiD dataset for,這幾點(diǎn)需要詳細(xì)說明;審核需要一段時(shí)間;

5. 字段說明
每個(gè)recording下包含如下四個(gè)文件:
背景圖片
recordingMeta.csv
tracksMeta.csv
tracks.csv
七個(gè)地點(diǎn)對(duì)用的recording如下所示:
location 0: recording 0 ~ recording 18;
location 1: recording 19 ~recording 38;
location 2: recording 39 ~ recording 52;
location 3: recording 53 ~ recording 60;
location 4: recording 61 ~ recording72;
location 5: recording 73 ~ recording 77;
location 6: recording 78 ~ recording 92;
XX_background.png
在Maps文件夾下有: Lanelet2 maps (.osm) 和OpenDrive maps(.xodr)
Lanelet2高精地圖可以通過josm軟件打開;
OpenDrive 高精地圖可以通過 "https://odrviewer.io/"打開

XX_recordingMeta.csv
recordingMeta.csv字段信息如下所示:

speedLimit:限速;
duration:當(dāng)前這個(gè)recording記錄的時(shí)長(zhǎng);
numTracks: 記錄了多少個(gè)物體;
numVehicles: 記錄了多少車;
xUtmOrigin, yUtmOrigin:加上xCenter ,yCenter 可以獲得全局的位置;
orthoPxToMeter: 可視化過程中的一個(gè)參數(shù)
XX_tracksMeta.csv
tracksMeta.csv字段信息如下所示:

recordingId:當(dāng)前的record;
trackId:車輛的id
width, length:車輛的長(zhǎng)度與寬度;
class:車輛的類型;
XX_tracks.csv



traveledDistance :行駛的距離;
latLaneCenterOffset 、laneWidth 、laneletId 、laneChange 、lonLaneletPos 、laneletLength:lanelet2高精地圖的字段;
leadId 、rearId 、leftLeadId 、leftAlongsideId、leftRearId 、rightLeadId 、rightAlongsideId、rightRearId :周圍車輛的ID;
odrRoadId、odrSectionNo 、odrLaneId :opendrive高精地圖的字段;
xVelocity、yVelocity、lonVelocity、latVelocity:車輛的速度;
6. 周邊車輛匹配
在tracks文件中,每一輛車的每一幀都會(huì)匹配周邊車輛(前車、后車、并行車),每一幀最多存在八輛周邊車輛。


