[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于社會(huì)力的混合交通仿真方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910257859.3
• 申請(qǐng)日: 2019-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109992886A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耖倩文;林瑩瑩;金小剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于社會(huì)力的混合交通仿真方法，包括：輸入包含行人、自行車(chē)、汽車(chē)以及道路建筑四類(lèi)模型的混合交通場(chǎng)景；將所述混合交通場(chǎng)景中任一個(gè)個(gè)體的行為結(jié)果表征為不同作用力的組合，得到統(tǒng)一表達(dá)式；所述個(gè)體為行人、自行車(chē)或汽車(chē)；根據(jù)所述統(tǒng)一表達(dá)式將行人、自行車(chē)和汽車(chē)分別抽象成行人力模型、自行車(chē)力模型和汽車(chē)力模型；計(jì)算不同的類(lèi)個(gè)體之間交互的力模型；基于所述行人力模型、自行車(chē)力模型、汽車(chē)力模型和不同的類(lèi)個(gè)體之間交互的力模型，進(jìn)行所述混合交通場(chǎng)景仿真。上述混合交通仿真方法可以簡(jiǎn)單高效地模擬不同個(gè)體在交通場(chǎng)景中的動(dòng)態(tài)行為。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混合交通仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于社會(huì)力的混合交通仿真方法。

背景技術(shù)

隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的出行方式變得多樣化。這一方面便利了人們生活出行，另一方面，也帶來(lái)復(fù)雜的交通環(huán)境和嚴(yán)峻的交通問(wèn)題。只有借助技術(shù)手段，深入研究交通場(chǎng)景中成分的行為特點(diǎn)，仔細(xì)探討交通阻塞、交通事故等問(wèn)題的本質(zhì)，才能切中要害徹底解決問(wèn)題。

混合交通仿真就是在深入分析各個(gè)交通成分行為特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，建立準(zhǔn)確的社會(huì)力模型去模擬仿真不同類(lèi)型車(chē)輛與行人之間的相互作用，為城市道路和交通基本建設(shè)提供借鑒。

社會(huì)力模型是一種連續(xù)的微觀(guān)仿真模型，它將行人設(shè)置為單獨(dú)的粒子，充分考慮選定粒子與其他粒子及環(huán)境的相互作用，并把這種相互作用以明確的物理力來(lái)體現(xiàn)。

近年來(lái)，機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展很大程度地促進(jìn)了無(wú)人駕駛車(chē)輛在感知、路徑規(guī)劃以及決策的發(fā)展。但是由于學(xué)習(xí)基于有限的真實(shí)世界數(shù)據(jù)，幾乎不能支持復(fù)雜的交通場(chǎng)景，也限制了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)多元化的駕駛策略。因此，將無(wú)人駕駛在真實(shí)場(chǎng)景中的測(cè)試遷移到虛擬構(gòu)建的高保真駕駛環(huán)境中，也成為了一種選擇。

目前，現(xiàn)有的交通仿真方法并沒(méi)有真正完整覆蓋現(xiàn)實(shí)交通中多樣的交通方式。百度阿波羅仿真平臺(tái)和A.Best等人關(guān)于自動(dòng)駕駛仿真平臺(tái)的工作都實(shí)現(xiàn)了行人和自行車(chē)的交通模擬，但是它們的行為都是預(yù)先定義的，無(wú)法實(shí)時(shí)對(duì)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)變化進(jìn)行反饋。而Carla平臺(tái)雖然支持行人的動(dòng)態(tài)反饋，但汽車(chē)與行人間交互只是通過(guò)簡(jiǎn)單的預(yù)定義實(shí)現(xiàn)：當(dāng)遇到車(chē)輛經(jīng)過(guò)，行人會(huì)停下等車(chē)通過(guò)，然后繼續(xù)行走。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)本領(lǐng)域存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種基于社會(huì)力的混合交通仿真方法，本發(fā)明提供的方法簡(jiǎn)單、易擴(kuò)展，可實(shí)現(xiàn)包含汽車(chē)、行人、自行車(chē)、道路的混合交通場(chǎng)景仿真，簡(jiǎn)單高效地模擬不同個(gè)體在交通場(chǎng)景中的動(dòng)態(tài)行為，可以為無(wú)人駕駛測(cè)試提供真實(shí)、有效的測(cè)試數(shù)據(jù)。

一種基于社會(huì)力的混合交通仿真方法，包括：

(1)輸入包含行人、自行車(chē)、汽車(chē)以及道路建筑四類(lèi)模型的混合交通場(chǎng)景；所述道路建筑包括道路、標(biāo)志線(xiàn)、道路邊界、墻面和障礙物，以環(huán)境邊界的形式呈現(xiàn)；

(2)將所述混合交通場(chǎng)景中任一個(gè)個(gè)體的行為結(jié)果表征為不同作用力的組合，得到統(tǒng)一表達(dá)式；所述個(gè)體為行人、自行車(chē)或汽車(chē)；

(3)根據(jù)所述統(tǒng)一表達(dá)式將行人、自行車(chē)和汽車(chē)分別抽象成行人力模型、自行車(chē)力模型和汽車(chē)力模型；

(4)計(jì)算不同的類(lèi)個(gè)體之間交互的力模型；

(5)基于所述行人力模型、自行車(chē)力模型、汽車(chē)力模型和不同的類(lèi)個(gè)體之間交互的力模型，進(jìn)行所述混合交通場(chǎng)景仿真。

步驟(2)中，所述統(tǒng)一表達(dá)式為：

其中，表示個(gè)體i的驅(qū)動(dòng)力，F(xiàn)_ij(t)表示個(gè)體i受到鄰近的同類(lèi)個(gè)體j的排斥力，F(xiàn)_iW(t)表示個(gè)體i受到的環(huán)境邊界的排斥力，F(xiàn)_io(t)表示不同的類(lèi)個(gè)體o對(duì)個(gè)體i的作用力。

所述個(gè)體i的驅(qū)動(dòng)力描述一定松弛時(shí)間τ_i內(nèi)個(gè)體i的運(yùn)動(dòng)速度和方向，用下式表達(dá)：