[發明專利]一種面向城市場景的CACC仿真平臺

在審

• 申請號: 202210189370.9
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114578711A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 胡笳;孫士超;賴金濤
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

本發明涉及一種面向城市場景的CACC仿真平臺，包括：交通生成模塊，用于隨機生成包含城市場景的路網以及路網上的交通流，交通流包括CACC車輛和人類駕駛車輛；交通控制模塊，用于生成城市場景的交通信息，每個城市場景的交通信息包括信號燈、沖突區域和優先規則中的一種或多種；車輛控制模塊，包括決策器、控制器和執行器，決策器用于根據路網信息和交通控制指令生成CACC車輛的模式切換指令，控制器根據模式切換指令切換CACC車輛的車輛模式，并根據當前車輛模式生成對應的車輛控制指令，執行器根據車輛控制指令控制CACC車輛行駛。與現有技術相比，本發明實現了城市場景的CACC仿真，兼具車輛仿真平臺和交通仿真平臺的優點。

技術領域

本發明涉及智能交通領域，尤其是涉及一種面向城市場景的CACC仿真平臺。

背景技術

CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control,協同自適應巡航控制)是緩解城市擁堵的關鍵技術。它是從ACC技術提升而來，可以從時間和空間維度獲取更多的交通信息，不僅提高單車的感知和決策能力，還能為車輛群體協同感知和決策提供條件，甚至實現整個交通信息系統的信息共享。CACC車輛在道路上以編隊形式行駛，前車可以將位置和速度等信息傳遞給CACC車輛，然后通過算法保持較小的車頭時距穩定前進。

對城市場景下的CACC的效果評價非常重要。現有的很多CACC的研究都面向高速公路，證明了CACC在該場景下的益處。但是在混合交通背景下的城市道路場景中，CACC的安全性、效率和環保仍然未得到廣泛且有效的驗證，從而限制了CACC技術的應用。

對CACC的評價具有實車測試和仿真測試兩種方式。因為實車測試具有成本高、效率低和場景受限的缺點，所以仿真測試是必要的。為了更加高效進行大規模測試來評價CACC，一個仿真平臺是有必要的。現有的仿真平臺忽略了人類駕駛車輛和CACC車輛間的交互作用，它們對交叉口場景的CACC的評價能力受到限制。目前的仿真平臺主要分為汽車和交通兩類，汽車仿真平臺具備真實的車輛動力學模型和控制器，可以較真實的模擬智能的單車行為。但是仿真場景中的交通事件、交通參與者行為都是預先設定的，這導致了仿真場景的不真實，尤其在交叉口這種交互事件頻發的環境。另一類仿真平臺是交通仿真平臺，雖然它們可以實現大規模混合交通流仿真，但是由于不具備真實的自動駕駛系統，車輛間的交互缺乏隨機性。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種面向城市場景的CACC仿真平臺，實現了城市場景的CACC仿真，兼具車輛仿真平臺和交通仿真平臺的優點。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種面向城市場景的CACC仿真平臺，包括：

交通生成模塊，用于隨機生成包含城市場景的路網以及路網上的交通流，所述的交通流包括CACC車輛和人類駕駛車輛；

交通控制模塊，用于生成城市場景的交通信息，每個城市場景的交通信息包括信號燈、沖突區域和優先規則中的一種或多種；

車輛控制模塊，包括決策器、控制器和執行器，所述的決策器用于根據路網信息和交通控制指令生成CACC車輛的模式切換指令，所述的控制器根據模式切換指令切換CACC車輛的車輛模式，并根據當前車輛模式生成對應的車輛控制指令，所述的執行器根據車輛控制指令控制CACC車輛行駛；

其中，所述的CACC車輛的車輛模式分為CACC模式、信號燈頭車模式和沖突頭車模式，處于CACC模式的CACC車輛基于CACC模型行駛，處于信號燈頭車模式和沖突頭車模式的CACC車輛減速或停止；

所述的決策器包括CACC決策器、信號燈頭車決策器和沖突頭車決策器；

所述的CACC決策器用于生成CACC模式切換指令；

所述的信號燈頭車決策器用于CACC車輛面向具有信號燈的城市場景時生成信號燈頭車模式切換指令；