[發(fā)明專利]一種交通事故下的高速公路無(wú)人機(jī)應(yīng)急仿真方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010488520.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112435458B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于海洋;焦港欣;任毅龍;王飛;楊陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/00
• 分類號(hào): G08G1/00;G06F30/18;G06F30/25;G06T17/05;G06F111/02
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 張永輝

本專利公開(kāi)了一種交通事故下的高速公路無(wú)人機(jī)應(yīng)急仿真方法，所述方法采用交通事故下的高速公路無(wú)人機(jī)應(yīng)急仿真系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；所述方法包括：步驟1：動(dòng)態(tài)三維行車(chē)視景模塊通過(guò)傳回的事故地點(diǎn)坐標(biāo)信息初步創(chuàng)建地形模型，步驟2：交互式仿真調(diào)控模塊根據(jù)停機(jī)坪與事故點(diǎn)距離及無(wú)人機(jī)狀態(tài)等結(jié)合無(wú)人機(jī)調(diào)動(dòng)算法對(duì)無(wú)人機(jī)調(diào)度方案進(jìn)行部署，設(shè)置仿真參數(shù)運(yùn)行仿真，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自動(dòng)起飛、巡航監(jiān)測(cè)、返航功能；本專利能夠根據(jù)交通事故狀況調(diào)度多個(gè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行協(xié)作偵查，起到很好的信息獲取效果，能夠有效仿真交通事故處理情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種交通事故下的高速公路無(wú)人機(jī)應(yīng)急仿真系統(tǒng)。旨在通過(guò)模擬高速公路上交通事故發(fā)生后調(diào)動(dòng)無(wú)人機(jī)對(duì)事故地點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測(cè)，從而獲取路網(wǎng)交通數(shù)據(jù)，對(duì)交通路網(wǎng)安全態(tài)勢(shì)及應(yīng)急調(diào)控策略進(jìn)行仿真評(píng)估的方法。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)高速公路里程位居世界第一，但也存在著交通事故發(fā)生率高、應(yīng)急救援水平不足等問(wèn)題，交通事故死亡率居高不下。由于我國(guó)高速公路交通信息采集設(shè)備不夠完善，難以獲取完備的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)路網(wǎng)交通數(shù)據(jù)，同時(shí)缺乏信息傳輸和發(fā)布手段，一旦發(fā)生交通事故，高速公路應(yīng)急指揮中心及救援人員無(wú)法第一時(shí)間獲取事故地點(diǎn)狀態(tài)，從而延緩事故救援及交通疏導(dǎo)，容易引發(fā)二次交通事故，造成重大的生命財(cái)產(chǎn)損失。將搭載不同載荷的無(wú)人機(jī)應(yīng)用于高速公路上，為高速公路建立實(shí)時(shí)監(jiān)控及應(yīng)急救援體系提供了技術(shù)支撐，能夠快速高效地進(jìn)行交通應(yīng)急策略的發(fā)布，有效減少二次交通事故。交通事故下的高速公路無(wú)人機(jī)應(yīng)急仿真系統(tǒng)，能夠模擬生成較為符合實(shí)際路況的交通數(shù)據(jù)，對(duì)交通事故下多無(wú)人機(jī)的調(diào)度方案及相應(yīng)采取的應(yīng)急策略方案進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。

現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)專利中，大多是單一針對(duì)模擬飛行環(huán)境的無(wú)人機(jī)飛行視覺(jué)仿真方面的研究，尚未涉及到無(wú)人機(jī)與地面信息交互實(shí)現(xiàn)交通仿真。單一的無(wú)人機(jī)飛行視覺(jué)仿真僅能對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行感知，并不能具體對(duì)整個(gè)路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)有所反映，同時(shí)飛行數(shù)據(jù)處理模塊只針對(duì)對(duì)無(wú)人機(jī)飛行所處地理坐標(biāo)及飛行速度、飛行姿態(tài)等進(jìn)行處理，尚未涉及對(duì)地面交通數(shù)據(jù)的獲取，如平均速度、路段交通量、車(chē)輛行駛路線等，在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)輸出上也并沒(méi)有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化表示，因而現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)無(wú)法對(duì)交通事故下多無(wú)人機(jī)的調(diào)度方案及相應(yīng)采取的應(yīng)急策略方案進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種交通事故下的高速公路無(wú)人機(jī)應(yīng)急仿真方法，以在對(duì)于交通事故下，調(diào)度多架無(wú)人機(jī)應(yīng)急偵查事故相關(guān)區(qū)域，以提高的仿真的準(zhǔn)確性。

為了解決上述問(wèn)題，本專利提供的技術(shù)方案包括：

一種交通事故下的高速公路無(wú)人機(jī)應(yīng)急仿真方法，其特征在于，所述方法采用交通事故下的高速公路無(wú)人機(jī)應(yīng)急仿真系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述交通事故下的高速公路無(wú)人機(jī)應(yīng)急仿真系統(tǒng)包括：

動(dòng)態(tài)三維行車(chē)視景模塊，通過(guò)傳回的事故地點(diǎn)坐標(biāo)信息創(chuàng)建地形模型，具體為場(chǎng)景建模和設(shè)備建模。場(chǎng)景建模包含高速公路路網(wǎng)、周邊三維立體實(shí)景，設(shè)備建模包含無(wú)人機(jī)停機(jī)坪、無(wú)人機(jī)、汽車(chē)車(chē)輛；數(shù)據(jù)處理及效果評(píng)價(jià)模塊；通過(guò)處理無(wú)人機(jī)搭載的高清攝像頭以及機(jī)載傳感器傳送的數(shù)據(jù)獲取無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)飛行位置坐標(biāo)、飛行速度，實(shí)時(shí)掌握無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)，并通過(guò)處理無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)視頻通過(guò)數(shù)據(jù)提取路網(wǎng)交通狀態(tài)，間隔預(yù)定周期獲取并存儲(chǔ)交通仿真數(shù)據(jù)，如路段交通量、交通密度、行車(chē)速度；交互式仿真調(diào)控模塊，生成緊急調(diào)控方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)路段的限速、限距、車(chē)輛繞行控制，交互式仿真調(diào)控模塊包括事故基本信息單元、應(yīng)急調(diào)控策略單元、仿真運(yùn)行控制單元；事故基本信息單元模擬交通事故，包括事故地點(diǎn)、發(fā)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、事故影響車(chē)道數(shù)量等；應(yīng)急調(diào)控策略單元包含了多無(wú)人機(jī)調(diào)度方案及交通事故下的緊急調(diào)控方案，根據(jù)數(shù)據(jù)處理及效果評(píng)價(jià)模塊傳送的路網(wǎng)交通數(shù)據(jù)，仿真運(yùn)行控制單元，控制仿真系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)；

所述方法包括如下步驟：

步驟1：動(dòng)態(tài)三維行車(chē)視景模塊通過(guò)傳回的事故地點(diǎn)坐標(biāo)信息初步創(chuàng)建地形模型，人工設(shè)定自由流狀態(tài)下的路網(wǎng)交通量，地形模型包含無(wú)人機(jī)停機(jī)坪、高速公路路網(wǎng)及三維立體實(shí)景圖；