[发明专利]数字孪生虚实多车混行仿真方法及装置

说明书

本发明公开了一种数字孪生虚实多车混行仿真方法及装置，该方法包括基于数字孪生建模技术在计算机中构建与物理空间的智能网联汽车相似动力学特性的虚拟车辆模型；基于通信构建虚拟车辆模型与智能网联汽车的信息交互渠道，并在信息空间中构建多车协同场景；利用虚拟车辆模型和多车协同场景进行仿真，得到数字孪生虚实多车混行仿真结果，并将该结果反馈给智能网联汽车。该方法解决了相关技术中存在参数预设后动态更新困难、难以灵活调节等问题，将数字孪生技术引入到了智能网联汽车的仿真领域，通过建立虚拟车辆模型，尝试用其表征物理系统中的智能网联汽车，进行多车实验，具有时间成本低、场景灵活度高等优点。

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，特别涉及一种数字孪生虚实多车混行仿真方法及装置。

背景技术

汽车的智能化和网联化是当今汽车产业发展的大趋势，智能网联汽车相比传统驾驶员驾驶汽车，在提升交通效率方面有很大优势。在智能网联汽车商业化之前需对相关技术或算法进行大量实验验证以保障安全性，但实车实验往往造价昂贵且存在诸多限制，故在进行实车实验前往往先进行仿真。

当前常用的自动驾驶仿真软件包括CarSim、Prescan、Carla等，这些软件或平台在车辆动力学建模、传感器建模、场景重构等方面具备良好的特性，但是这些软件的设计模式存在着固有缺陷，主要体现在以下方面：

以上仿真软件运行流程主要包含预设参数-仿真运行-得出结果-参数调整等步骤，这种串行式的执行流程很难在单次运行过程中有效对参数进行动态更新，当模型和客观情况差别较大时，随着仿真时长增加，模型不准确性对仿真结果带来的影响会愈加显著；仿真始终具有滞后性，复杂系统的仿真耗时长久，仿真结果无法有效应对复杂系统的快速变化，系统的动态变化无法作为实时输入作用到仿真系统中。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种数字孪生虚实多车混行仿真方法，该方法解决了相关技术中存在参数预设后动态更新困难、难以灵活调节等问题，将数字孪生技术引入到了智能网联汽车的仿真领域，通过引入虚拟车辆，尝试用其表征物理系统中真实存在的智能网联汽车，基于虚拟车辆开展多车实验，具有时间成本低、场景灵活度高的优点。

本发明的另一个目的在于提出一种数字孪生虚实多车混行仿真装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种数字孪生虚实多车混行仿真方法，包括以下步骤：基于数字孪生建模技术在计算机中构建与物理空间的智能网联汽车相似动力学特性的虚拟车辆模型；基于通信构建所述虚拟车辆模型与所述智能网联汽车的信息交互渠道，在信息空间中构建多车协同场景；利用所述虚拟车辆模型和所述多车协同场景中的智能网联汽车进行混跑仿真，得到虚实多车混行的仿真运行结果。

本发明实施例的数字孪生虚实多车混行仿真方法，将并行式的数字孪生解决方案代替传统的仿真软件/平台串行式地仿真流程，具备时间成本低、场景灵活度高等特点；通过引入虚拟小车，使其模拟智能网联汽车，解决当下需要多车的实车实验难以开展的问题，为需要多车的研究、如队列控制、多车编队等提供了可能的实验平台，基于此可验证多车协同算法的有效性。

另外，根据本发明上述实施例的数字孪生虚实多车混行仿真方法还可以具有以下附加的技术特征：

可选地，在本发明的一个实施例中，基于所述虚拟车辆模型和通信渠道，进行信息空间对物理系统实时运行状态的映射。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述物理系统包括路侧设置、交通基础设施和行驶车辆中的一项或多项，并且所述模型包括路侧设施模型、交通基础设施模型和行驶车辆模型中的一项或多项。