[发明专利]一种基于数字孪生的自动驾驶网联多车测试方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生的自动驾驶网联多车测试方法和系统。本发明通过场景数字化的方式在仿真器中构建数字孪生环境，并且在仿真器中定义虚拟车辆和虚拟传感器，使得仿真器中的虚拟车辆能够根据传感器数据进行运动。车辆分为现实车辆和虚拟车辆，所有车辆运动过程中，具体的数据通过网络TCP连接的方式上传到数字孪生云平台，由于云平台将所有车辆都视作为一个调度节点，无论是虚拟车辆或是实际车辆，在云平台部分都是一致的数据管理，云平台通过一定的周期向所有连接的车辆下发其他车辆的信息，从而使得所有车辆之间能够互相连通，虚拟车辆和实际车辆之间可以获取彼此的超视距信息，为虚实结合的自动驾驶网联多车测试提供基础形式。

技术领域

本发明属于自动驾驶测试方法领域，具体涉及一种基于数字孪生的自动驾驶网联多车测试方法和系统。

背景技术

自动驾驶车辆测试主要分为三个步骤，软件在环测试、硬件在环测试和车辆在环测试，以上的测试环节主要是针对于传统的单车智能自动驾驶进行定义。在当今中国大力发展网联智能汽车自动驾驶的大环境下，许多的仿真软件如CARLA、AirSim等等，这些仿真软件更专注于单车智能的自动驾驶，也就是说，只存在一台主车，在主车上配备大量传感器，测试车辆在不同案例中的表现，并不能满足目前网联汽车的发展趋势，并且测试场景主要是根据3D引擎软件中的素材搭建的场景，与现实场景差距较大，导致算法的虚拟场景和现实场景存在适用性不一致的问题。

针对以上问题，目前的自动驾驶测试方案，越来越重视数字孪生场景的构建，如上海市嘉定区与Unity于2020公开了上海国际汽车城的数字孪生建设项目中，上海汽车城构建了整个安亭区域超过100平方公里范围内城市道路区域的数字孪生，并据此构建了面向自动驾驶虚拟测试验证仿真平台，在降低实验成本的同时，大幅提升研发效率。腾讯的TADSim自动驾驶仿真软件则是将腾讯大厦附近的路段进行三维建模，以及对车辆进行部署，对现实世界的状况进行数字孪生的模拟。但是以上的方案是提供了一个精细的虚拟仿真的场景，对于使用虚拟和现实混合测试的方式并没有作出太多的探索。在审查专利CN202110090865.1《一种基于相机暗箱的数字孪生自动驾驶测试方法》中，文章也提到了使用数字孪生自动驾驶测试方法能够缩减后期数字孪生虚实交互测试的研发周期，因此基于数字孪生的自动驾驶测试方法是十分必要的，但是以上的方案是主要关注于其中某一个传感器，并没有从车辆整体层面探讨如何实现虚拟和现实相结合的方式。

综上所述，现有的方法存在的不足主要有对于网联多车的测试并没有很好的一种方式并且对于数字孪生环境的并没有一种很好的使用方法来提高车辆测试的整体效率。

发明内容

为了解决在多车测试过程中，由于多车部署过程中导致的较高人力成本和时间成本的问题，本发明通过构建数字孪生的虚拟环境，使用虚拟车辆替代部分实际车辆，使得虚拟车辆和实际车辆在通过数字孪生的环境在同一场景共存，使用少量实际车辆能够进行网联多车实验，降低多车测试过程中的人力和时间成本，提高多车测试的效率，为实际路试提供保障。

本发明的技术方案如下：

本发明首先提供了一种基于数字孪生的自动驾驶网联多车测试方法，其包括如下步骤：

1)根据现实环境，通过场景数字化的方式在仿真器中构建数字孪生环境，

2)在仿真器中定义虚拟自动驾驶车辆和虚拟传感器，使得仿真器中的虚拟自动驾驶车辆能够根据传感器数据进行运动；现实自动驾驶车辆在现实环境中运动，其运动被映射在数字孪生环境中；

3)现实自动驾驶车辆与虚拟自动驾驶车辆在各自的环境中运行时，车辆使用TCP连接的方式与数字孪生云平台连接，云平台将所有车辆都视作为一个调度节点，无论是虚拟自动驾驶车辆或是现实自动驾驶车辆，在云平台中采用一致的数据管理；云平台通过一定的周期向所有连接的自动驾驶车辆下发其他车辆的位姿信息，从而使得所有自动驾驶车辆之间能够互相连通，虚拟自动驾驶车辆和现实自动驾驶车辆之间可以获取彼此的超视距信息，实现网联多车测试。