↗SPTTRAJECTORY LABСмотреть демо ↗

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ / 2026

Увидеть движение.
Предсказать
продолжение.

Симулятор прогнозирования траекторий —
лаборатория, где дорожные сценарии
становятся данными для искусственного интеллекта.

PythonPySide6 / QtPyTorchНа чём работает SPT5 технологий · посмотреть стек ↗
SPT / TRAJECTORY LABSCHEMATIC VIEW — 01АГЕНТ / t = 0+ 1.0 сНАБЛЮДЕНИЕ → ПРОГНОЗ
Пройденный путь ПрогнозКонцептуальная схема
ОТ НАБЛЮДЕНИЙ — К ПОНИМАНИЮ ПОВЕДЕНИЯПРОКРУТИТЕ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ↓
03семейства
поведения
05архитектур
нейросетей
10 Гцчастота
наблюдений*
01 стиповой горизонт
прогноза*

* Настройки из презентации проекта: 30 точек истории → 10 будущих точек.

НАСТОЯЩАЯ СРЕДА. ПОВТОРЯЕМЫЕ СЦЕНАРИИ.SPT / СИМУЛЯЦИЯ
Реальная симуляция SPT с автомобилями, маршрутами и радиусом наблюдения агента

Рабочая среда SPT. Агент управляется пользователем; прогнозы исследуются в симуляции.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СТЕК

Пять технологий.
Одна исследовательская среда.

Выберите технологию: покажем,
за что она отвечает в SPT
и где встречается в работе.

PYTHON / ОСНОВА ПРИЛОЖЕНИЯ

Связывает этапы эксперимента.

Сцены, маршруты, синтетические данные, обучение и проверка собраны в одном Python-приложении.

Сцена→Данные→Модель

01 / ИДЕЯ ПРОЕКТА

Координата говорит, где машина.
История — куда она движется.

Чтобы выбрать действие в дорожной среде, мало видеть участников прямо сейчас. Нужно оценить, как изменится их движение через секунду.

SPT объединяет редактор дорожных сцен, генератор данных, обучение и проверку моделей. Один эксперимент можно пройти целиком: от геометрии маршрута до сравнения прогноза с фактом.

Исследовательская задача — оценивать скрытые поведенческие режимы по истории движения и в дальнейшем связать прогноз с выбором собственного манёвра агента.

Сейчас реализовано прогнозирование.
Движение агента задаёт пользователь.

Повторяемый эксперимент

Сохранённые сцены, геометрия препятствий и заданные маршруты.

Отдельная история

Своя последовательность наблюдений для каждого видимого объекта.

Сопоставимые модели

Единый формат входа и выхода для пяти архитектур.

Проверка по факту

Сравнение прогноза с позицией после наступления нужного времени.

ДВИЖЕНИЕ, КОТОРОЕ МОЖНО УВИДЕТЬ

Не только кадры.
Посмотрите на динамику.

Три учебные анимации объясняют
семейства движения. Отдельный фрагмент
показывает реальную симуляцию SPT.

Учебная анимация: плавное движение
01 / СХЕМА

Плавное

Ровный темп, мягкие изменения направления.

Учебная анимация: волнистое движение
02 / СХЕМА

Волнистое

Скорость и направление меняются волнообразно.

Учебная анимация: сложное движение
03 / СХЕМА

Сложное

Торможения, ускорения и резкие манёвры.

Учебные схемы из материалов проекта. Они поясняют характер движения и не являются результатами нейросети.

РЕАЛЬНАЯ СИМУЛЯЦИЯ

Восемь сцен.
Множество маршрутов.
Один эксперимент.

Геометрия сцены задаёт пространство движения. Порты выпускают участников, маршруты обходят препятствия, а агент наблюдает за объектами в своём радиусе.

Сохранённую сцену можно открыть снова, изменить условия и повторить опыт.

Рассмотреть интерфейс ↗
Фрагмент настоящей симуляции SPT
Реальный фрагмент работы SPT · зацикленная запись

02 / ЛАБОРАТОРИЯ ДВИЖЕНИЯ

Один путь.
Разное поведение.

Режим нельзя прочитать по одной точке.
Посмотрите, как меняется характер
траектории в трёх семействах движения.

ИЛЛЮСТРАТИВНАЯ МОДЕЛЬ
ДОСТУПНАЯ ИСТОРИЯПРОГНОЗt = 0
0%

Ровная скорость. Плавные повороты.

Базовое семейство для изучения устойчивого движения.

История Будущие точки

Авторская интерактивная инфографика. Показывает идею семейств движения; не является результатом нейросети или измерением точности.

01

Наблюдение

Координаты объектов в радиусе агента.

02

История

Время, смещения, скорость и маски.

03

Прогноз

Будущие координаты и оценка разброса.

04

Проверка

Сопоставление с фактом после Δt.

ИНТЕРАКТИВНЫЙ РАЗБОР / НАБЛЮДЕНИЕ

Модель видит историю.
Но сначала объект нужно увидеть.

Измените радиус наблюдения
и посмотрите, какие участники
попадают в доступную область.

АГЕНТ
125 ед.
0из 6 объектов
в радиусе
  1. 01

    Вход в радиус

    Для объекта начинается накопление своей истории наблюдений.

  2. 02

    Выход за границу

    Его история очищается. Истории остальных видимых объектов сохраняются.

  3. 03

    Возвращение

    История собирается заново; модель ждёт доступные наблюдения.

Интерактивная иллюстрация принципа наблюдения. Положение объектов и единицы здесь условные; это не запуск симулятора в браузере.

03 / ДАННЫЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

От сценария
к обучающей выборке.

76 800траекторий

Штатный суммарный план сбора
для трёх семейств движения.

16ячеек×8направлений×50повторов×4варианта
25 600 на семейство × 3 семейства

Сначала — чистый эксперимент.

Траектории проверяются, делятся на выборки и нарезаются на окна. Целая траектория остаётся в одной выборке: соседние окна не попадают одновременно в обучение и тест.

70%15%15%
TrainValidationTest

Это план и настройки, приведённые в презентации. Фактический объём зависит от отчёта конкретного сбора. Нормализация рассчитывается только на Train.

ВХОД МОДЕЛИH × 7→F × 4ВЫХОД МОДЕЛИ

Δt · Δx · Δy · vx · vy · две маски
На выходе: координаты и разброс по двум осям

ОКНО НАБЛЮДЕНИЙ / ПОПРОБУЙТЕ САМИ

Сколько прошлого нужно для будущего?

ЧАСТОТА: 10 ГЦ
3 с доступной истории1 с горизонт прогноза30 × 7 → 10 × 4

Расчёт длительности окна: количество точек / частота. Настройки на странице иллюстрируют формат данных и не меняют приложение SPT.

04 / АРХИТЕКТУРЫ

Пять способов
прочитать историю.

Один формат данных и горизонт.
Разные механизмы обработки.
Лучшую модель определяет эксперимент.

АРХИТЕКТУРА / 01

MLP

Обрабатывает окно истории целиком с помощью двух полносвязных слоёв tanh. Простая контрольная нейросеть для сравнения с более сложными архитектурами.

Полносвязная сеть

Независимые процессы обучения, собственные веса, оптимизатор и seed. Сохранение контрольных точек и продолжение после паузы.

06 / ВИДЕОДЕМОНСТРАЦИЯ

От сцены
до живого движения.

Короткая демонстрация из материалов
проекта: редактор, обучение,
проверка и симуляция.

SPT / PROJECT WALKTHROUGH

О ПРОЕКТЕ — С ОЗВУЧКОЙ

Выступление с голосом

Презентация проекта с озвучкой.

07 / МЕТОД И ОЦЕНКА

Проверять прогноз.
Измерять результат.

01ADE

Средняя ошибка

Расстояние между прогнозом и фактом, усреднённое по всему горизонту.

02FDE

Конечная ошибка

Расстояние до фактической позиции в последней точке прогноза.

03ms

Скорость расчёта

Время одного inference без учёта загрузки весов.

04σ

Оценка разброса

Проверка согласованности предсказанного разброса с реальными отклонениями.

ИНТЕРАКТИВНЫЙ РАЗБОР / ADE И FDE

Одна большая ошибка —
две разные метрики.

Сдвиньте последние точки прогноза. ADE учитывает весь горизонт, а FDE — только его конец.

ADE0FDE0
НАЧАЛО ГОРИЗОНТАПОСЛЕДНЯЯ ТОЧКА → FDE
48 ед. Факт Прогноз

Числа вычисляются для этой учебной схемы в условных единицах. Это не измеренная точность SPT и не сравнение архитектур.

АДАПТАЦИЯ ПО ОШИБКЕ

Поведение меняется.
Модель должна это заметить.

Прогноз проверяется, когда появляется фактическая позиция. Повторные превышения допуска с временным интервалом могут запустить смену модели — отдельно для каждого объекта.

20 ед.начальный допуск3подтверждения5 свыдержка

Ошибка сама по себе не доказывает смену режима: возможны пропуски наблюдений и недостаточное обучение. Параметры — начальные настройки из презентации.

08 / СЛЕДУЮЩИЙ ГОРИЗОНТ

Прогноз — основа.
Управление — следующий шаг.

РЕАЛИЗОВАНО

Лаборатория прогноза

Сцены, синтетические данные, пять архитектур, проверка и механизм смены модели по устойчивой ошибке.

02

РАЗВИТИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

Больше условий проверки

Взаимодействие машин, независимые записи, сравнение с постоянной скоростью и исследование смены поведения.

03

ПРОЕКТИРУЕМЫЙ ЭТАП

Выбор собственного манёвра

Проверка кандидатов движения по всей траектории и испытания управления в замкнутом цикле.

Границы текущего результата +

Текущие эксперименты ограничены синтетическими данными и моделями движения отдельных объектов. Нейросеть не получает карту и соседей. Оценку неопределённости ещё нужно калибровать.

Функциональные проверки приложения не доказывают качество прогноза. Итоговое сравнение архитектур требует общих независимых записей. Планировщик манёвров пока не подключён; гарантий безопасности не заявляется.

09 / МАТЕРИАЛЫ И КОМАНДА

Проект, который
можно исследовать.

Постановка задачи, устройство системы
и направление дальнейшей работы.

Доступ к материалам определяется настройками их владельца.

АВТОР ПРОЕКТА / DAN11L_R

Родионов Даниил

Кадет 10 курса · Краснодарское ПКУ

Разрабатывает SPT как исследовательскую среду: от построения дорожной сцены и подготовки данных до экспериментов с нейросетями и проверки прогноза.

В профиле GitVerse основным направлением называет робототехнику. Работает с Arduino, ESP и STM, использует Python для автоматизации и ИИ, изучает IoT, Embedded и ROS.

РОБОТОТЕХНИКАPYTHONСИСТЕМЫ ИИ
РУКОВОДИТЕЛЬ ПРОЕКТА

Лукьянов В. Г.

Преподаватель ОД (ДОП)

ФГКОУ «Краснодарское президентское кадетское училище»
Секция «Искусственный интеллект в беспилотных системах»