CN109448499A - 微型立体交通仿真实验平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微型立体交通仿真实验平台,采用以服务器为数据中心连接车辆、路网及各类扩展的传感器,通过实物沙盘及智能微缩车仿真的方式,准确的体现交通系统中各种因素的相互影响;通过模拟实验可以获得大量的数据实现对交通状况的整体优化和局部优化。包括服务器、智能沙盘系统、智能微缩车系统,所述服务器分别连接智能沙盘系统和智能微缩车系统,所述智能沙盘系统用于建立仿真实验所需要的交通环境,所述智能微缩车系统中的智能微缩车用于在智能沙盘系统建立的交通环境中运行,所述服务器用于与智能沙盘系统和智能微缩车系统建立信息反馈回路,对智能微缩车系统中的智能微缩车在智能沙盘系统建立的交通环境中的运行进行规划和控制。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通仿真技术领域,特别是涉及一种微型立体交通仿真实验平台。
背景技术
交通运输作为支撑国家经济社会发展的基础产业,在优化国家产业布局、促进经济结构调整、降低发展成本、实现低碳发展等方面具有极为重要的战略作用。智能交通系统将进一步提升现有交通基础设施的服务能力,带动交通运输行业进行产业升级,对于经济社会发展模式的转变具有重要作用。因此世界各国均在智能交通领域开展应用研究及工程实践,其中美国的InteliDrive、日本Smartway及欧洲的eSafety最具代表性,而现阶段,国内这种交通系统大多采用国外进口,此类产品大多由国外行业巨头垄断,但发达国家的智能交通系统发展思路不完全符合中国的国情,需要在借鉴发达国家的智能交通系统发展基础上,建立我们自己的发展模式。想要建立符合中国国情的智能交通系统就要经过大量的模拟仿真实验,但是在实际的实践中发现,在真实道路中实验采样的操作难度比较大,同时安全性也相对较低,因此有必要建立智能交通系统仿真实验平台,通过仿真实验我们可以获得组成智能交通系统所需的大量的实验数据。
发明内容
本发明提供一种微型立体交通仿真实验平台,基于组成微型智能交通系统的三个关键子系统进行整体规划和技术细节设定,采用以后端服务器为数据中心连接车辆、路网及各类扩展的传感器,通过实物沙盘及智能微缩车仿真的方式,准确的体现交通系统中各种因素的相互影响;通过模拟实验可以获得大量的数据,实现对交通状况的整体优化和局部优化。
本发明的技术方案是:
1.一种微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,包括服务器、智能沙盘系统、智能微缩车系统,所述服务器分别连接智能沙盘系统和智能微缩车系统,所述智能沙盘系统用于建立仿真实验所需要的交通环境,所述智能微缩车系统中的智能微缩车用于在智能沙盘系统建立的交通环境中运行,的智能微缩车在智能沙盘系统建立的交通环境中的运行进行规划和控制。
2.所述智能沙盘系统包括车道,车道中央铺设永磁导轨,用于引导智能微缩车沿车道中心线行驶;在沙盘上方设置全局定位摄像头,用于对所有的行驶中的智能微缩车同时进行全局定位,在路口设置道路监控摄像头,用来统计道路上智能微缩车的流量情况;在丁字路口等道路关键点和全局定位摄像头盲区埋有RFID传感器,用来获取智能微缩车的在特殊路段的位置信息;在道路交叉口、丁字路口设置基于单片机控制的智能交通信号灯。
3.所述智能微缩车是将真车按一定比例微缩的智能车,车上具有AGV磁导航传感器、深度摄像头、九轴陀螺仪、高精度编码器、红外测距传感器、电子标签传感器等多种传感器;所述AGV磁导航传感器用于采集沙盘车道中心铺设的永磁导轨位置;所述深度摄像头和红外测距传感器用于感知周围障碍物的相对位置和速度,所述九轴陀螺仪和高精度编码器用于采集车辆当前速度和加速度,所述电子标签传感器用于沙盘道路下预埋的RFID传感器的识别。
4.还包括模拟驾驶器,所述模拟驾驶器通过无线方式控制可在智能沙盘系统车道上行驶的模拟驾驶车,可以模拟同时具有有人驾驶与无人驾驶的交通状况;所述模拟驾驶器上设置方向盘、档位器和刹车/加速踏板,用于人工控制模拟驾驶车的行驶;模拟驾驶器上还具有显示屏或FPV眼镜,通过无线方式接收模拟驾驶车上的摄像头采集的图像,在驾驶过程中获得模拟驾驶车车体周围的情况。
5.所述服务器包括智能沙盘子系统,用于通过预设的信号灯参数对智能沙盘系统的交通信号灯实时控制,并允许随时修改信号灯控制参数;服务器根据当前的信号灯参数设置,计算出每个信号灯应亮灭的状态并发送给智能沙盘系统的信号灯控制芯片,智能沙盘系统的信号灯控制芯片根据收到的指令控制信号灯做出相应的亮灭动作。
6.所述服务器包括大屏显示子系统,用于通过视频分线器在服务器终端界面同步显示沙盘实时路况及车辆位置标示、车辆运行的历史数据和车辆路径配置界面,实现将终端中任意一个或多个界面同步显示到其他屏幕中,向参观者直观展示系统的运行控制方式。
7.所述服务器包括沙盘车辆定位子系统,包括全局视差定位、RFID关键点和盲区辅助定位;服务器通过获取智能沙盘系统传来的全局定位摄像头图像,根据相邻帧图片的变化即视差对所有在沙盘行驶中的智能微缩车同时进行全局定位;通过在道路关键点和全局摄像头盲区放置的RFID传感器检测的电子标签信息,得到对应的智能微缩车位置信息;还包括惯性导航辅助定位,利用惯性元件加速度计来测量运动微缩车本身的加速度,经过运算得到运动微缩车的速度和位置,从而达到对运动微缩车导航定位的目的。
8.所述服务器包括由三层逻辑架构实现的微缩车折子戏演示模式子系统、行车决策子系统以及车载传感器数据采集与行车控制系统:顶层的折子戏演示模式子系统控制各演示模式的开始、结束及切换和车辆角色分配等功能,服务器通过该子系统控制演示的进程;中层的行车决策子系统为各辆微缩车规划行车路线、设定巡航速度,并实时地根据车载传感器和沙盘传感器的数据对车辆行驶策略进行调整;底层的车载传感器数据采集与行车控制系统则负责接收执行行车决策子系统发出的动作指令,对微缩车行车进行精准控制,同时将车载传感器的原始数据实时地反馈到行车决策子系统,即形成稳定的负反馈调节系统,使车辆在任何的演示模式下都能稳定地在道路上行驶。
9.所述服务器包括模拟驾驶子系统,包括驾驶员视角实时传输和模拟驾驶器实时控制行车姿态;驾驶员视角实时传输是指服务器终端可同步显示模拟驾驶车第一视角的图像,模拟驾驶器通过显示屏或FPV眼镜接收模拟驾驶车上的摄像头发出的无线图像信号,使驾驶员能实时看到模拟驾驶车驾驶员视角的图像;模拟驾驶器实时控制行车姿态采用航模控制系统,通过对方向盘、档位、踏板的操作和FPV眼镜倾斜姿态,控制模拟驾驶车转向角度、前进后退、加减速和车载摄像头朝向,实现逼近真车的驾驶体验。
10.所述服务器包括数据库子系统,用于存放车辆全局定位数据、车辆行车姿态数据、路网关键点监控数据、车辆环境3D模型重构数据、车辆传感器原始数据、智能沙盘传感器原始数据;数据库采用MySQL开源关系数据库管理系统,将上述六种数据存储到不同的表中,每个表都设有标号,通过标号就可以找到所属的表,在所属表中查找相应数据信息。
本发明的技术效果:
本发明提供的微型立体交通仿真实验平台,通过模拟实验可以获得大量的数据,实现对交通状况的整体优化和局部优化,从而理论上减轻交通拥堵的情况,进而减轻交通对环境的不良影响。另一方面,本发明采用的是微型电动车,以一定的比例与真车微缩而成,所以本设计的研究成果可以直接应用在车辆主动安全控制、交通控制和诱导系统之中,为改善城市的交通状况和行人安全提供保障,为智能交通系统的进一步发展做出有益的贡献。同时本平台提供了模拟驾驶的功能,可以模仿真实驾驶的操作,体验在理想的实验环境的智能交通系统,还可以模拟有人驾驶与无人驾驶之间的交通关系,为实际生活中的智能交通系统的完善增添难得的实验环境。
本发明遵循尽可能贴近现实、尽可能灵活、尽可能稳定的原则以搭建一个能方便的有效的进行交通科学实验的仿真平台;使交通科学的仿真实验不再停留在电脑的仿真软件里,不再停留在简化的数学物理模型中,此平台可将理论上的优化算法即时的进行实物仿真验证,得出一个最贴近真实交通环境的反馈,大大缩短实验验证的时间,降低实验设计的复杂性和不可控性。
附图说明
图1是本发明的微型立体交通仿真实验平台硬件组成示意图。
图2是基于功能分解的服务器控制系统架构图。
图3是是折子戏演示模式子系统演示过程流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
本平台是基于经典立交桥道路模型,通过以一定比例的真车微缩制作的智能微缩车和智能沙盘系统来模拟立交桥及周边道路的交通情况,同时服务器端(模拟交通路网的监控与调度平台)会采集智能微缩车和智能沙盘系统上丰富的传感器获取多样化的数据,并通过融合得出更多标准化的数据指标,为学术研究提供直观的数据支持。其设计理念:
本发明的微型立体交通仿真与实验平台旨在低成本、高安全、大系统的前提下为公路交通的学术研究提供数据实时采集与理论即时验证的实验平台。平台设计和实施的过程将遵循尽可能贴近现实、尽可能灵活、尽可能稳定的原则以搭建一个能方便的有效的进行交通科学实验的仿真平台;使交通科学的仿真实验不再停留在电脑的仿真软件里,不再停留在简化的数学物理模型中,此平台可将理论上的优化算法即时的进行实物仿真验证,得出一个最贴近真实交通环境的反馈,大大缩短实验验证的时间,降低实验设计的复杂性和不可控性。
图1是本发明的微型立体交通仿真实验平台硬件组成示意图。一种微型立体交通仿真实验平台,包括服务器、智能沙盘系统、智能微缩车系统,所述服务器分别连接智能沙盘系统和智能微缩车系统,所述智能沙盘系统用于建立仿真实验所需要的交通环境,所述智能微缩车系统中的智能微缩车用于在智能沙盘系统建立的交通环境中运行,所述服务器用于与智能沙盘系统和智能微缩车系统建立信息反馈回路,对智能微缩车系统中的智能微缩车在智能沙盘系统建立的交通环境中的运行进行规划和控制。
其中,智能沙盘系统包括车道,车道中央铺设永磁导轨,用于引导小车沿车道中心线行驶;在沙盘上方设置全局定位摄像头,用于对所有的行驶中的微缩车同时进行全局定位,在路口设置道路监控摄像头,用来统计道路车辆的流量情况;在丁字路口等道路关键点和全局定位摄像头盲区埋有RFID传感器,用来获取车辆的在特殊路段的位置信息;在道路交叉口、丁字路口设置基于单片机控制的智能交通信号灯。
智能沙盘系统作为承载智能微缩车实物演示的载体,体现了车路联网未来发展方向。其中基础的功能为车道中央铺设永磁导轨引导小车沿车道中心线行驶;同时作为智能路网的缩影,它还具备了丰富的图像位置传感器、可灵活调度的红绿灯系统及安全可靠的充电和电源管理系统。首先是在沙盘上方设置全局定位摄像头,用于对所有的行驶中的微缩车同时进行全局定位;其次在丁字路口等道路关键点和全局定位摄像头盲区埋有RFID传感器用来获取车辆的在特殊路段的位置信息,同时在路口放置摄像头来统计道路车辆的流量情况;在道路交叉口、丁字路口设置基于单片机控制的智能交通信号灯,可以通过服务器实时调整交通灯时间,可以有效的模拟不同情况下的路况;沙盘系统同时具有地下停车场,并配有充电车位和充电桩,当车辆电源不足时,可控制车辆行驶到充电车位进行充电。
智能沙盘系统的电源管理采用工业AC-DC电源模块,分布式电源系统管理,更加灵活的控制各功能模块间的供电问题,将220V转为12V直流电源在安全电压的条件下为各部分供电,为智能信号交通灯和停车场充电桩提供稳定安全的电能,该模块能高效率地将220V交流转换为12V直流然后为信号灯控制板和充电桩提供低于安全电压的安全电源,有效保证使用人员的用电安全,在维护上也大大降低了难度。
智能微缩车系统的智能微缩车是将真车按一定比例微缩的真车微缩车,车上具有各类传感设备,包括AGV磁导航传感器、深度摄像头、九轴陀螺仪、高精度编码器、红外测距模块、电子标签传感器等多种传感器,无人驾驶的微缩车依靠丰富的传感器能够在沙盘道路上稳定流畅行驶。其中,AGV磁导航传感器用于采集沙盘车道中心铺设的永磁导轨位置;深度摄像头和红外测距传感器用于感知周围障碍物的相对位置和速度,九轴陀螺仪和高精度编码器用于采集车辆当前速度和加速度,电子标签传感器用于沙盘道路下预埋的RFID传感器的识别。
此外,还包括模拟驾驶器,模拟驾驶器通过无线方式控制可在智能沙盘系统车道上行驶的模拟驾驶车,可以模拟同时具有有人驾驶与无人驾驶的交通状况;模拟驾驶器上设置方向盘、档位器和刹车/加速踏板,用于人工控制模拟驾驶车的行驶;模拟驾驶器上还具有显示屏或FPV眼镜,通过无线方式接收模拟驾驶车上的摄像头采集的图像,在驾驶过程中获得模拟驾驶车车体周围的情况。
图2是基于功能分解的服务器控制系统架构图。包括智能沙盘子系统、大屏显示子系统、沙盘车辆定位子系统、模拟驾驶子系统、数据库子系统以及控制微缩车行车的折子戏演示模式子系统、行车决策子系统、车载传感器数据采集与行车控制系统;以数据库子系统为中心,接收来自传感器的原始数据和整合数据,再将数据分发到需要该信息的子系统,同时数据库子系统会将所有需要储存的数据储存到数据库中,以便后期的查询;数据库子系统同时还可以存储预设的控制策略,并通过人为控制或条件触发的方式控制全局的运行方式,例如,人为调控信号灯的循环时间、位置异常车辆紧急制动等。
所述服务器包括智能沙盘子系统,用于通过预设的信号灯参数对智能沙盘系统的交通信号灯实时控制,并允许随时修改信号灯控制参数;服务器根据当前的信号灯参数设置,计算出每个信号灯应亮灭的状态并发送给智能沙盘系统的信号灯控制芯片,智能沙盘系统的信号灯控制芯片根据收到的指令控制信号灯做出相应的亮灭动作。
所述服务器包括大屏显示子系统,用于通过视频分线器在服务器终端界面同步显示沙盘实时路况的车辆位置标示以及车辆运行的历史数据和车辆路径配置界面,实现将终端中任意一个或多个界面同步显示到其他屏幕中,向参观者直观展示系统的运行控制方式。
所述服务器包括沙盘车辆定位子系统,包括全局视差定位、RFID关键点和盲区辅助定位;服务器通过获取智能沙盘系统传来的全局定位摄像头图像,通过相邻帧图片的变化即视差对所有在沙盘行驶中的微型车同时进行全局定位;对于全局视差定位采集不到的地方,需要RFID进行辅助定位,在全局摄像头盲区放置RFID传感器,每辆车上都安装电子标签,当微型车通过此盲区时RFID传感器会检测到电子标签,得到对应的微缩车的位置信息;还包括惯性导航辅助定位,利用惯性元件加速度计来测量运动微缩车本身的加速度,经过运算得到运动微缩车的速度和位置,从而达到对运动微缩车导航定位的目的。
所述服务器包括由三层逻辑架构实现的微缩车折子戏演示模式子系统、行车决策子系统以及车载传感器数据采集与行车控制系统:顶层的折子戏演示模式子系统控制各演示模式的开始、结束及切换和车辆角色分配等功能,服务器通过该子系统控制演示的进程;中层的行车决策子系统为各辆微缩车规划行车路线、设定巡航速度,并实时地根据车载传感器和沙盘传感器的数据对车辆行驶策略进行调整;底层的车载传感器数据采集与行车控制系统则负责接收执行行车决策子系统发出的动作指令,对微缩车行车进行精准控制,同时将车载传感器的原始数据实时地反馈到行车决策子系统,即形成稳定的负反馈调节系统,使车辆在任何的演示模式下都能稳定地在道路上行驶。
折子戏演示模式子系统作为顶层的子系统,主要负责将前端的用户操作和预设落实到每一辆车行驶的路线、巡航的速度,沙盘红绿灯的时间参数等参与演示的所有相关部分并将指令分发到对应的执行机构,为每一辆自动驾驶车分配角色、行车路线、行车参数等行驶条件,并将参数更新到数据库子系统和行车决策子系统;包括角色分配、出发与结束控制(以地下停车场为起点和终点)、演示模式的控制(包括超车模式、并道模式、编队跟驰模式的控制)。
“折子戏”的释义是将全剧中相对独自成戏的段子截取出来,进行专场表演的戏曲形式,主要目的是将其中情节相对完整而集中突出的一出或几出戏单独演出出来从而抓住观众。系统设计中充分考虑到沙盘面积等限制和演示效果上的需求,演示流程将采取多种典型行车情境分别演示的方式,这样既能突出每一种行车行为的演示效果,又能有效增加系统的稳定性,降低控制策略的复杂性。下面结合流程图对演示过程进行简要说的说明。如图3所示,是折子戏演示模式子系统演示过程流程图。演示开始前,相关工作人员需要在服务器端设置演示模式下车辆行车参数;设置完成后,预设数据分发到各车辆,系统会为每一辆自动驾驶车分配角色、行车路线、行车参数等行驶条件,并将参数更新到数据库子系统和行车决策子系统;此时所有的演示准备工作完成,此时工作人员可以随时通过前端控制台开启演示模式;随后车辆通过地下停车场出口等待进入设定路径,服务器发出出场指令,车辆依次从地下停车场出口驶出,进入预设巡航轨道以预设条件开始行驶;此后工作人员可通过服务器实时改变车辆行驶参数和沙盘道路红绿灯循环时间,更改一部分行驶条件或决定结束演示;需要车辆退场时,服务器发出退场指令,退场指令发出后,外环车辆驶入地下停车场入口进入指定车位等待充电或下一次演示开始。
行车决策子系统主要任务基于折子戏演示模式子模块给出的车辆的预设行驶条件以及各类传感器数据做出行车决策,包括行车路径规划、超车并道动作决策、交叉路口应对以及紧急制动应对,例如,当车辆行驶到分叉路口时,本子系统会根据传感器的反馈信息判断岔路口的位置角度,继而发出转向、减速度等指令使车辆平稳准确地在既定路线上行驶。车载传感器数据采集与行车控制系统为车辆控制中的最底层的执行系统,它将自动驾驶车或模拟驾驶车发出的行车指令准确稳定的转化为车辆的现实行为,并将车载传感器的数据反馈到上位机用于实时决策和服务器历史数据记录。当车辆开始行驶后,行车决策子系统会根据传感器数据、用户预设参数等条件计算当前情况下车辆最佳的行驶速度和转向角度;车载传感器数据采集与行车控制系统则会根据行车决策子系统计算出的行驶速度和转向角度对电动发动机和转向舵机进行精准控制;车载传感器数据采集包括:通过AGV磁导航传感器采集道路中心磁条位置,计算出车辆偏离车道中心的距离,并通过调节转向角度使车辆始终行驶在车道中心;通过深度摄像头和红外测距传感器感知周围障碍物的相对位置和速度,并通过用户预设的决策模型调整车辆速度或进行变道超车动作;当停车需要停到指定位置时,此时需要的测量距离精度较高,红外测距传感器可以精确到特定位置;通过九轴陀螺仪和高精度编码器采集车辆当前加速度、角速度以及角加速度的值,并使用预置的PID算法计算出适当的电机输出增益,保证车辆平稳地进行加速、减速或匀速行驶;在变道时,磁导航传感器会停止工作,此时RFID、九轴陀螺仪配合完成惯性导航;通过电子标签识别沙盘道路下预埋的RFID传感器,和内置地图进行对比并根据用户预设路径和行驶参数在不同的道路场景正确动作。
所述服务器包括模拟驾驶子系统,包括驾驶员视角实时传输和模拟驾驶器实时控制行车姿态;服务器终端可同步显示模拟驾驶车第一视角的图像。模拟驾驶器通过显示屏或FPV眼镜接收模拟驾驶车上的摄像头发出的无线图像信号,使驾驶员能实时看到模拟驾驶车驾驶员视角的图像;模拟驾驶器实时控制行车姿态则采用航模控制系统,航模控制系统成熟、且稳定性强,模拟驾驶器通过对方向盘、档位、踏板的操作和FPV眼镜倾斜的姿态控制模拟驾驶车转向角度、前进后退、加减速和车载摄像头朝向,以此实现逼近真车的驾驶体验。通过用户在模拟驾驶器上的操作,不仅控制在模拟驾驶器上,还将控制的动作信息发送到模拟驾驶车上。例如:在模拟驾驶器上做出了左转弯的动作,模拟器会执行左转弯,同时模拟驾驶器将这一“向左转”的命令发送到模拟驾驶车上,同时模拟驾驶车也做出了相应的动作,这样就实现了模拟驾驶器与模拟驾驶车的实时控制。
所述服务器包括数据库模块,用于存放车辆全局定位数据、车辆行车姿态数据、路网关键点监控数据、车辆环境3D模型重构数据、车辆传感器原始数据、智能沙盘传感器原始数据这六大部分。数据库采用MySQL(一种开源的关系数据库管理系统),在储存方面将上述六部分存储到不同的表中,每个表都设有标号,在查找过程中直接通过标号就可以找到所属的表,在所属表中查找信息。而不是将所有数据放在一个大仓库内,这样就增加了速度并提高了灵活性。数据库除了储存数据外,还做数据交换,车辆行车姿态数据、车辆环境3D模型重构数据实时刷新。保证存放的都是最新数据。
应当指出,以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造,但不以任何方式限制本发明创造。因此,尽管本说明书和实施例对本发明创造已进行了详细的说明,但是,本领域技术人员应当理解,仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换;而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。
Claims (10)
1.一种微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,包括服务器、智能沙盘系统、智能微缩车系统,所述服务器分别连接智能沙盘系统和智能微缩车系统,所述智能沙盘系统用于建立仿真实验所需要的交通环境,所述智能微缩车系统中的智能微缩车用于在智能沙盘系统建立的交通环境中运行,所述服务器用于与智能沙盘系统和智能微缩车系统建立信息反馈回路,对智能微缩车系统中的智能微缩车在智能沙盘系统建立的交通环境中的运行进行规划和控制。
2.根据权利要求1所述的微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,所述智能沙盘系统包括车道,车道中央铺设永磁导轨,用于引导小车沿车道中心线行驶;在沙盘上方设置全局定位摄像头,用于对所有的行驶中的微缩车同时进行全局定位,在路口设置道路监控摄像头,用来统计道路车辆的流量情况;在丁字路口等道路关键点和全局定位摄像头盲区埋有RFID传感器,用来获取车辆的在特殊路段的位置信息;在道路交叉口、丁字路口设置基于单片机控制的智能交通信号灯。
3.根据权利要求1所述的微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,所述智能微缩车是将真车按一定比例微缩的真车微缩车,车上具有AGV磁导航传感器、深度摄像头、九轴陀螺仪、高精度编码器、红外测距传感器、电子标签传感器等多种传感器;所述AGV磁导航传感器用于采集沙盘车道中心铺设的永磁导轨位置;所述深度摄像头和红外测距传感器用于感知周围障碍物的相对位置和速度,所述九轴陀螺仪和高精度编码器用于采集车辆当前速度和加速度,所述电子标签传感器用于沙盘道路下预埋的RFID传感器的识别。
4.根据权利要求1所述的微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,还包括模拟驾驶器,所述模拟驾驶器通过无线方式控制可在智能沙盘系统车道上行驶的模拟驾驶车,可以模拟同时具有有人驾驶与无人驾驶的交通状况;所述模拟驾驶器上设置方向盘、档位器和刹车/加速踏板,用于人工控制模拟驾驶车的行驶;模拟驾驶器上还具有显示屏或FPV眼镜,通过无线方式接收模拟驾驶车上的摄像头采集的图像,在驾驶过程中获得模拟驾驶车车体周围的情况。
5.根据权利要求1所述的微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,所述服务器包括智能沙盘子系统,用于通过预设的信号灯参数对智能沙盘系统的交通信号灯实时控制,并允许随时修改信号灯控制参数;服务器根据当前的信号灯参数设置,计算出每个信号灯应亮灭的状态并发送给智能沙盘系统的信号灯控制芯片,智能沙盘系统的信号灯控制芯片根据收到的指令控制信号灯做出相应的亮灭动作。
6.根据权利要求1所述的微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,所述服务器包括大屏显示子系统,用于通过视频分线器在服务器终端界面同步显示沙盘实时路况及车辆位置标示、车辆运行的历史数据和车辆路径配置界面,实现将终端中任意一个或多个界面同步显示到其他屏幕中,向参观者直观展示系统的运行控制方式。
7.根据权利要求1所述的微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,所述服务器包括沙盘车辆定位子系统,包括全局视差定位、RFID关键点和盲区辅助定位;服务器通过获取智能沙盘系统传来的全局定位摄像头图像,根据相邻帧图片的变化即视差对所有在沙盘行驶中的微型车同时进行全局定位;通过在道路关键点和全局摄像头盲区放置的RFID传感器检测的电子标签信息,得到对应的微缩车位置信息;还包括惯性导航辅助定位,利用惯性元件加速度计来测量运动微缩车本身的加速度,经过运算得到运动微缩车的速度和位置,从而达到对运动微缩车导航定位的目的。
8.根据权利要求1所述的微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,所述服务器包括由三层逻辑架构实现的微缩车折子戏演示模式子系统、行车决策子系统以及车载传感器数据采集与行车控制系统:顶层的折子戏演示模式子系统控制各演示模式的开始、结束及切换和车辆角色分配等功能,服务器通过该子系统控制演示的进程;中层的行车决策子系统为各辆微缩车规划行车路线、设定巡航速度,并实时地根据车载传感器和沙盘传感器的数据对车辆行驶策略进行调整;底层的车载传感器数据采集与行车控制系统则负责接收执行行车决策子系统发出的动作指令,对微缩车行车进行精准控制,同时将车载传感器的原始数据实时地反馈到行车决策子系统,即形成稳定的负反馈调节系统,使车辆在任何的演示模式下都能稳定地在道路上行驶。
9.根据权利要求4所述的微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,所述服务器包括模拟驾驶子系统,包括驾驶员视角实时传输和模拟驾驶器实时控制行车姿态;驾驶员视角实时传输是指服务器终端可同步显示模拟驾驶车第一视角的图像,模拟驾驶器通过显示屏或FPV眼镜接收模拟驾驶车上的摄像头发出的无线图像信号,使驾驶员能实时看到模拟驾驶车驾驶员视角的图像;模拟驾驶器实时控制行车姿态采用航模控制系统,通过对方向盘、档位、踏板的操作和FPV眼镜倾斜姿态,控制模拟驾驶车转向角度、前进后退、加减速和车载摄像头朝向,实现逼近真车的驾驶体验。
10.根据权利要求1所述的微型立体交通仿真实验平台,其特征在于,所述服务器包括数据库子系统,用于存放车辆全局定位数据、车辆行车姿态数据、路网关键点监控数据、车辆环境3D模型重构数据、车辆传感器原始数据、智能沙盘传感器原始数据;数据库采用MySQL开源关系数据库管理系统,将上述六种数据存储到不同的表中,每个表都设有标号,通过标号就可以找到所属的表,在所属表中查找相应数据信息。
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