[发明专利]一种微观交通仿真中交通车辆建模仿真系统及方法

摘要

本发明公开了一种微观交通仿真中交通车辆建模仿真系统及方法，该系统包括参数配置模块、交通车生成器、交通服务器、交通车实体四大模块。本发明不仅能够进行精确的微观交通仿真，本发明还能输出每个驾驶员每个时刻的驾驶操纵指令，为交通研究及交通设施的建设提供进一步的数据支持，并且本发明对车辆模型中发动机进行建模，能够更加准确的输出车辆的排放量，采用本发明可以为高级智能辅助驾驶及无人驾驶技术的研究提供支持。

主权项

1.一种微观交通仿真中交通车辆建模仿真系统，其特征在于：包括参数配置模块、交通车生成器、交通服务器、交通车实体四大模块；所述交通车生成器模块，其功能是根据用户配置的交通初始化参数产生交通车实体；包括在仿真场景中生成交通车辆实体并为其配置起点、终点及一些控制点； 所述交通车实体，进行交通场景中的交通车辆仿真，包括驾驶员模型实体与车辆实体； 所述驾驶员模型实体，进行驾驶员仿真，其功能有感知周围交通环境，根据交通环境做出相应的行为，所述行为具体包括：加速、减速、停车、换道的行为，为车辆实体提供操纵指令；其包含环境感知、预瞄决策和跟随控制三个模块；所述环境感知模块负责对周围的交通环境进行感知输出交通环境信息，所述交通环境信息包括：障碍物信息、车道信息、诱导信息、非结构化道路信息，以及根据起点和终点进行路径规划；进行环境感知时，环境感知模块带着本车的位置和航向以及本车的感知范围向交通服务器发送请求，交通服务器获得请求后，将本车周围车辆的信息、车道信息、信号灯的诱导信息、非结构化道路信息返回给本车辆的环境感知模块；环境感知模块获得交通环境信息后进行过滤与重组，得出可行区域；所述可行区域指车辆感知范围内汽车受外部条件制约能够保证自身安全到达的位置点的集合；所述预瞄决策模块，根据环境感知模块感知的周围环境信息进行预瞄与决策，决策出车辆将来的预期位置与预期速度；预瞄决策模块的输入有当前车辆的状态、路径规划的路径、交通知识规则库、环境感知模块感知到的交通环境信息；预瞄决策模块接收到环境感知模块的交通环境信息后先进行预瞄，所述预瞄指根据当前的车辆的运行状态及车辆的运行能力确定车辆的最大可以到达的空间即可达空间，所述可达空间指由汽车本身内因决定的汽车可行驶到的地方或位置点的集合，所述可达空间限定在车辆所在的本车道及相邻车道中心线上，确定可达空间后进行合法性评判，将可达空间中超出路段车速限制的点剔除，剩余合法可达空间，之后对合法可达空间进行安全性判断，所述安全性判断是根据其他交通实体运动状态对周围实体进行一个预瞄时间的预测，将其占据的合法可达空间中的点剔除，生成安全的合法可达空间，最后对合法可达空间参照预期路径进行综合评判，选出最优的预期到达点，此预期到达点的信息包括其预期到达的位置坐标及到达此点时车辆的速度；精确输出驾驶员每个步长采取的驾驶指令，所述跟随控制模块，根据输入的预期位置及预期速度计算出车辆需要采取的驾驶指令；所述驾驶指令包括，方向盘转角、油门开度、制动踏板力、离合器踏板开度、变速箱档位；所述跟随控制模块包括方向控制和速度控制两个模块，所述方向控制模块根据输入的预期位置输出方向盘转角；所述的速度控制模块根据输入的预期速度计算输出油门开度、制动踏板力、离合器踏板开度、变速箱档位等待指令；所述车辆实体，接收驾驶员模型实体输出的驾驶指令进行车辆动力学仿真，输出车辆的运动状态及其工作状态。