[发明专利]一种车路协同V2I仿真测试系统及其方法

权利要求书

1.一种车路协同V2I仿真测试系统，其特征在于，包括：场景虚拟仿真系统、驾驶模拟器、RSU模拟设备、待测OBU、数据处理单元，所述场景虚拟仿真系统包括场景数据库和参数设置单元；所述驾驶模拟器包括场景计算单元、路径规划单元、场景显示单元、信号传送单元，GPS模拟器；所述RSU模拟设备包括主机和射频单元；所述待测OBU包括GPS组件、车辆数据存储器、WLAN卡、以太网接口；所述数据处理单元包括数据存储器和数据分析系统；所述主机至射频单元单向连接，所述射频单元通过无线与WLAN卡双向连接，所述WLAN卡与车辆数据存储器双向连接，所述GPS组件至车辆数据存储器单向连接，所述车辆数据存储器与以太网接口双向连接，所述以太网接口与信号传送单元通过以太网双向连接，所述信号传送单元至主机通过以太网单向连接，所述场景数据库、参数设置单元、场景计算单元、路径规划单元、场景显示单元依次单向连接，所述路径规划单元与信号传送单元双向连接，所述路径规划单元至GPS模拟器单向连接，所述GPS模拟器至GPS组件通过无线单向连接，所述参数设置单元至主机通过以太网单向连接；所述场景虚拟仿真系统用于产生模拟测试场景所需的数据，根据选择的测试场景，虚拟仿真系统从场景数据库中读取该场景的模型数据，所述模型数据包括路侧单元RSU初始数据、道路状况数据、行人数据，参数设置单元接收到模型数据后，生成相应的道路、环境、路侧单元RSU的参数，通过千兆以太网分别将RSU初始数据传输给RSU模拟设备，将道路、环境、路侧单元数据传输给驾驶模拟器，场景数据库包括V2I车路协同场景，用于模拟绿波车速引导、前方拥堵提醒、道路危险状况提示、限速标志提示、施工标志提示、闯红灯预警、盲区行人穿越预警、匝道车辆汇入预警场景；所述驾驶模拟器用于计算车辆行驶状态、实时显示模拟的驾驶场景，根据场景虚拟仿真系统传送的数据，场景计算单元生成测试车辆所处的道路、环境、路侧设备数据，以及车辆初始的位置、速度和方向信息，所述路径规划单元计算测试车辆的行驶路径，并实时更新测试车辆的速度、位置、前进方向数据，同时产生并更新RSU数据，所述路径规划单元结合当前RSU数据、车辆状态数据，当判断待测车辆存在潜在的交通危险状况时，重新规划路径，调整测试车辆的速度和前进方向，所述GPS模拟器根据路径规划单元产生的测试车辆位置数据，生成模拟GPS高精度定位信号，并发送给待测OBU的GPS组件，所述信号传送单元通过以太网将路径规划单元产生的测试车辆速度和行驶方向数据传送给待测OBU，将RSU实时数据发送给RSU模拟设备，所述场景显示单元依据路径规划单元产生的实时数据和场景数据库，从测试车辆观察角度在显示屏上显示前方道路虚拟场景，并实时更新；所述RSU模拟设备用于和待测OBU通信，所述主机根据场景虚拟仿真系统传送的RSU初始数据以及路径规划单元产生的RSU数据，生成模拟场景中路侧单元的实时数据，并对射频单元配置信道和频率，所述射频单元以无线传输方式广播RSU信息，并与测试车辆车载终端OBU进行通信；所述待测OBU为测试车辆所携带的OBU设备，通过WLAN卡以无线传输方式向RSU模拟器实时发送车辆速度、位置、方向信息，所述待测OBU从千兆以太网接口接收由信号传送单元发送的实时速度、位置、前进方向数据，同时经过千兆以太网接口向信号传送单元发送接收到的RSU信息，并传给路径规划单元；所述数据存储器捕获并存储RSU模拟设备广播的RSU信息，以及存储待测OBU发送给RSU模拟设备的实时状态数据，所述数据分析系统用于分析模拟场景测试中生成的数据，评估待测OBU通信性能。

2.一种车路协同V2I仿真测试方法，其特征在于包括以下步骤：

1)场景虚拟仿真系统根据所选择的测试场景，读取场景数据库中对应场景的模型数据，包括路侧单元RSU初始数据、道路状况、环境、行人数据；

2)参数设置单元生成道路、环境、行人、路侧单元RSU参数，通过以太网分别将RSU数据传输给RSU模拟设备，将道路、环境、行人数据传输给驾驶模拟器；

3)驾驶模拟器中场景计算单元依据测试车辆所处的道路、环境、行人数据生成虚拟场景，并根据测试车辆选型生成测试车辆的长、宽、高数据，以及车辆初始的位置、速度和方向参数，场景显示单元从测试车辆观察角度显示前方道路、行人、环境场景，信号传送单元通过有线方式将道路、环境、行人数据传送给RSU模拟设备，将测试车辆长、宽、高数据，初始位置、速度和方向参数传送给待测OBU；

4)驾驶模拟器中路径规划单元依据场景模型和初始数据，产生测试车辆的行驶路径，实时更新测试车辆的速度、位置、前进方向数据，GPS模拟器根据路径规划单元产生的测试车辆位置数据，生成模拟GPS高精度定位信号，以无线方式并发送给待测OBU的GPS组件，信号传送单元通过有线方式将测试车辆的实时速度、方向数据发送给待测OBU，同时路径规划单元产生并更新RSU数据，并通过信号传送单元以有线方式传送给RSU模拟设备，RSU模拟设备和待测OBU实时获得并不断更新状态数据；

5)RSU模拟设备和待测OBU进行信息交互，射频单元以无线传输方式广播RSU信息，待测OBU接收到RSU信息后，通过千兆以太网接口向信号传送单元发送RSU信息，并传给路径规划单元，当路径规划单元根据RSU信息和测试车辆当前位置、速度、方向需做出驾驶预警时，改变测试车辆速度、方向，并由信号传送单元传给待测OBU，待测OBU将测试车辆的速度、位置、方向信息发送给RSU模拟设备；

6)数据存储器捕获并存储RSU模拟设备广播的RSU信息，以及存储待测OBU发送给RSU模拟设备的实时状态数据，数据分析系统分析模拟场景测试中生成的数据，评估待测OBU通信性能。