[發明專利]一種基于時-空關鍵幀控制的交通仿真方法及裝置

在審

• 申請號: 202211064100.1
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115495890A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 韓逸;金小剛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T17/05;G06F16/29;G06Q10/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種基于時?空關鍵幀控制的交通仿真方法，包括：步驟1、獲取原始交通仿真數據與用戶編輯信息中的關鍵幀；步驟2、沿車輛參考路徑構建三維網格化的狀態?時間空間圖，計算獲得對應的狀態?時間有向圖；步驟3、以狀態?時間有向圖為基礎構建目標函數為最小值的軌跡價值函數，求解所述軌跡價值函數獲得由多個狀態?時間有向圖節點構成的粗粒度軌跡；步驟4、提取所述粗粒度軌跡對應的軌跡沿途預期速度集合作為待優化初始值，基于所述待優化初始值對所述交通場景仿真結果進行細粒度優化，獲得滿足約束控制的交通場景仿真軌跡。本發明還提供了一種交通仿真裝置。本發明方法可實現交通仿真軌跡的靈活控制，同時保證仿真結果的真實性。

技術領域

本發明涉及交通仿真技術領域，尤其涉及一種基于時-空關鍵幀控制的交通仿真方法及裝置。

背景技術

隨著自動駕駛、城市規劃和影視游戲等領域的蓬勃發展，交通仿真技術備受關注，一個能產生高保真結果的可靠交通器也因此變得越發重要。

現有的交通仿真器雖然能夠生成真實的交通流，但對車流中某一個體行為進行約束控制缺鮮有研究，具體來說，若用戶想要仿真一個預定義的交通場景或是讓車輛表現出特殊的交通行為，則需要反復試錯不同的參數并從頭運行仿真程序，使得最終結果慢慢逼近預期，這是一個非常繁瑣且耗時的過程。

交互式編輯技術在人群動畫領域被提出，用于讓仿真過程變得更直觀可控，降低生成特定仿真場景的人力成本，提高其生產效率。

專利文獻CN114021334A公開了一種基于數據驅動和用戶編輯的交通交流仿真方法和系統，方法包括：根據交通流道路信息編碼二維網格地圖，得到道路地圖；根據用戶編輯信息獲取編輯位置集合，并將道路地圖中編輯位置對應的網格作為編輯節點；自設定的編輯節點起點搜索道路地圖，得到價值函數取值最小的道路地圖網格集合作為編輯軌跡；編輯軌跡途徑編輯節點，根據編輯軌跡得到仿真交通流；價值函數包括距離參數和車道參數。該方法不支持使用關鍵幀在時-空維度對車輛進行約束，例如讓某一輛車在特定的時間點到達指定的位置，這導致用戶編輯的靈活程度受限。此外，該框架使用數據驅動的仿真方法，仿真過程不可求導決定了其無法引入梯度學習的方法進行帶約束的優化。

專利文獻CN114117889A公開了一種基于時序網絡的仿真交通流編輯方法和系統，該方法包括：獲取基礎交通數據流；根據編輯需求得到所述編輯車輛的傾向速度和編輯車輛的傾向方法；將所述編輯車輛信息、交互車輛信息、編輯車輛的傾向速度以及編輯車輛的傾向方法輸入時序網絡，得到所述編輯車輛的擬編輯加速度；根據所述編輯車輛的擬編輯加速度調整所述基礎交通流數據，得到編輯后的仿真交通流。該方法僅能簡化相似仿真場景的構建過程，但針對指定特殊交通情況仍然需要重復仿真獲得最終結果。

基于上述問題，也導致車輛自動駕駛的反饋速度較慢，并不能適用于一些車輛或人流較多的事故多發區域。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種便于用戶操作隨時操作、仿真結果保真的交通仿真方法，原始交通仿真結果進行由粗到細的優化，從而獲得結果穩定、滿足時-空關鍵幀控制的交通仿真軌跡。

一種基于時-空關鍵幀控制的交通仿真方法，包括：

步驟1、獲取原始交通仿真數據，所述原始交通仿真數據包括用戶編輯信息，參考路徑以及基于所述參考路徑的交通場景仿真結果；

步驟2、基于所述參考路徑構建三維網格化的狀態-時間空間圖，計算所述狀態-時間空間圖中所有節點對應的可連接子節點，獲得對應的狀態-時間有向圖；

步驟3、提取所述用戶編輯信息中的關鍵幀并設為編輯起點進行搜索，以狀態-時間有向圖為基礎構建目標函數為最小值的軌跡價值函數，求解所述軌跡價值函數獲得由多個狀態-時間有向圖節點構成的粗粒度軌跡；