[发明专利]基于缩微智能车的交通流仿真实验平台

权利要求书

1.一种基于缩微智能车的交通流仿真实验平台，其特征在于，包括运动捕捉系统、中央控制系统、缩微车群和动态显示系统，其中：

所述运动捕捉系统，用于捕捉场景中所述缩微车群的图像数据并将图像数据传输给所述中央控制系统；

所述中央控制系统，接收所述运动捕捉系统传输的图像数据，解算出场景内每一辆缩微车的位姿信息，并以该位姿信息作为控制算法的输入，经过计算得出缩微车的控制命令；所述位姿信息发送给所述动态显示系统，所述控制命令发送给所述缩微车群；

所述缩微车群，接收所述中央控制系统发送的控制命令并执行，可以在不同的交通场景下形成交通流；

所述动态显示系统接收所述中央控制系统发送的缩微车的位姿信息，在监控计算机上动态地显示实验场景中交通流的运行情况，以观察实验过程和记录实验结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于缩微智能车的交通流仿真实验平台，其特征在于，所述的运动捕捉系统包括摄像头和数据线，其中：摄像头向场地内主动发射红外线，捕捉经过缩微智能车的车载反光标签反射光以得到图像数据，并将图像数据经数据线传送至所述中央控制系统。

3.根据权利要求2所述的一种基于缩微智能车的交通流仿真实验平台，其特征在于，所述的摄像头选用能够发射某频段红外光的摄像头，并通过合理地分布多个摄像头的安装位置，使得实验场景中每一个区域都有至少三个摄像头的视场进行覆盖。

4.根据权利要求1所述的一种基于缩微智能车的交通流仿真实验平台，其特征在于，所述的中央控制系统包括场景和地图数据库模块、位姿解算模块、控制模块、无线通信模块，其中：场景和地图数据库模块用于存储各种不同场景的数据和对应的地图数据，这些数据一方面用于动态显示系统的场景建模，另一方面用于控制模块的控制命令计算；位姿解算模块用于从图像数据解算出缩微车在场景中的全局坐标和姿态；控制模块以位姿解算模块的输出为输入，计算每一辆缩微车需要的控制命令，包括转向和加减速；控制命令由串口协议转换成串口数据流，无线通信模块接收计算机串口传来的串口数据流，经由发射端广播式发送串口数据流给缩微车，缩微车上的车载无线通信模块接收该数据流。

5.根据权利要求4所述的一种基于缩微智能车的交通流仿真实验平台，其特征在于，所述的场景和地图数据库模块的地图数据能根据实际布置的场景方便地进行更改。

6.根据权利要求4所述的一种基于缩微智能车的交通流仿真实验平台，其特征在于，所述的缩微车群通过设置车载无线通信模块接收中央控制系统发送的串口数据流，通过设置车载微处理器对串口数据流进行协议解析，以得到速度控制命令和转向控制命令并执行，在场景内运行形成交通流。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于缩微智能车的交通流仿真实验平台，其特征在于，所述的缩微车群硬件包括缩微智能车、反光标签、控制电路，其中：反光标签安装于缩微智能车的车顶，用于反射运动捕捉系统中摄像头发射的红外光；控制电路用于完成定时、中断、主控循环功能和异步通信功能、缩微智能车横向控制以及电机的控制驱动。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于缩微智能车的交通流仿真实验平台，其特征在于，所述的缩微车群软件包括进程控制和协议解析，所述缩微车群软件运行着三个进程，分别为主控进程、定时中断进程和协议解析进程，其中：主控进程用于初始化微控制器及其他芯片，定时中断进程用于监控缩微车速度和中央控制系统信号，协议解析进程用于解析中央控制系统发送的数据包；协议解析将中央控制系统发送的数据包按照相应格式解析，以取得对应数据，并根据协议做出相应动作。

9.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于缩微智能车的交通流仿真实验平台，其特征在于，所述的动态显示系统输入是中央控制系统中场景和地图数据库模块、位姿解算模块输出，具动态显示系统首先使用计算机仿真技术，将实验场地的路况信息在计算机上进行三维重构，然后实时更新车辆位姿信息，达到动态显示的功能。

10.根据权利要求9所述的一种基于缩微智能车的交通流仿真实验平台，其特征在于，所述的动态显示系统使用中央控制系统中场景和地图数据库模块对实验场景进行建模；所述的动态显示系统接收中央控制系统中位姿解算模块发送的缩微车群位姿信息用来更新虚拟场景中车辆的状态。