[发明专利]一种非机动车微观交通流二维仿真方法

说明书

本发明涉及一种非机动车微观交通流二维仿真方法，包括以下步骤：根据非机动车实测数据，构建非机动车的自适应舒适空间模型，用于识别非机动车的动态交互关系；随后依据交互关系产生当前非机动车的行为决策结果并执行该行为，从而构建二维运动过程；其中自适应舒适空间为一个时空范围，其时间范围的阈值为该非机动车的最大刺激容忍度，通过获取所产生的刺激超过最大刺激容忍度的其他个体，确定该非机动车当前时刻的动态多交互关系。与现有技术相比，本发明通过实时动态量化评估周围交通个体对骑行产生的影响大小，能够动态确定多主体交互关系并实现二维平面仿真，极大地提高了非机动车微观仿真的可信度，推动和改善了虚拟测试的真实度和测试效果。

技术领域

本发明涉及非机动车微观交通仿真技术领域，尤其是涉及一种非机动车微观交通流二维仿真方法。

背景技术

近年来，由于在保证测试安全性和降低测试成本方面具有的优势，虚拟测试逐渐成为一种必要的智能汽车测试手段。然而，现有虚拟测试仿真工具往往更注重车辆动力学仿真和驾驶环境建模的真实性，背景交通流的控制仅基于预设交通个体运行轨迹，优先权明确、交互规则简单，交通流运行状态理想，导致虚拟测试的效果无法满足测试场景真实性的需求。因此，为现有的虚拟测试工具和系统，通过交通流仿真技术解析不同性质的交通流的运行机理和交互机制，注入真实可靠的背景交通流仿真环境，提高虚拟测试结果可信度，就成为了虚拟测试水平和效果不断进步和提升的必经之路。

建立高可信度的非机动车微观交通仿真模型是在虚拟测试中复现城市道路真实交通运行特征的重要环节之一。非机动车的运动和交互通常具有几个明显的特征。第一，轨迹形式复杂多变，分布范围具有全域性，车辆运动自由度非常高；第二，通常同时与多个动态变化的交通个体交互，异质的非机动车流构成更是导致了交互频率和复杂性激增；第三，复杂的多交互环境和个体差异使得骑车人的行为决策十分灵活多样。因此，如何在二维平面上捕获骑车人的动态多交互关系，并对多交互影响下的行为决策进行建模描述，对于准确模拟骑车人的微观行为、交互以及运动至关重要。然而，现有非机动车微观仿真模型大多为一维模型或准二维模型，非机动车在横纵向上行为解耦，难以复现运动轨迹连续特征；同时，传统模型通过基于车道的假设极大地简化了交互，骑行者的决策过程仅基于简单规则，交互对象仅局限于相同虚拟车道中的逻辑前车。这导致现有模型无法从微观层面准确表征骑车人的交互和决策，更无法精确模拟骑车人的运动过程。因此，现有模型在本质上与实际情况不相符合，难以满足高精度高可信度建模和仿真的需求，更无法为智能汽车提供高逼真的虚拟测试交通流环境和仿真工具。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有传统交通仿真技术中基于车道的运动模式和一对一固定交互模式所存在的缺陷而提供的一种非机动车微观交通流二维仿真方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种非机动车微观交通流二维仿真方法，包括以下步骤：

根据仿真非机动车实时交通环境信息，使用预先构建的自适应舒适空间模型计算仿真非机动车个体的自适应舒适空间大小，来识别非机动车每时每刻的动态多交互关系；随后基于所识别的动态多交互关系生成当前仿真非机动车的行为决策结果，并使用二维运动控制方法执行该行为，从而控制和模拟非机动车从感知、决策到行为执行的二维运动全过程；

所述自适应舒适空间模型给予仿真非机动车用于判断交互的动态变化的时间范围，所述时间范围的阈值为该非机动车的最大刺激容忍度；通过识别对该仿真非机动车产生的刺激超过其最大刺激容忍度的其他个体，作为该非机动车当前时刻的多交互对象，从而确定动态多交互关系；所述刺激为交互双方的距离与速度的一种比值。

进一步地，所述自适应舒适空间模型的时间范围形状由两个具有相同的短半轴但长半轴不同的图形组成，其边界为非机动车的最大刺激容忍度；所述非机动车的最大刺激容忍度包括：该舒适空间的前向最大刺激容忍度、后向最大刺激容忍度和侧向最大刺激容忍度。