CN109658768A - 一种虚拟现实的多人同场景混合交通流仿真实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟现实的多人同场景混合交通流仿真实验平台，包括，场景建立模块、小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块，公共汽车仿真模块，道路环境模块，气象环境模块以及存储模块；本发明中的场景建立模块能够根据测试需求，由小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块以及公共汽车仿真模块中选取两个及两个以上参与仿真，既可以构建同一交通工具多参与者以及不同交通工具多参与者等更加符合我国国情的多个场景，能够进行多种测试实验，又能够输出与实际交通情况吻合的交通数据，为交通建设部门和管理部门在交通管理、预测和规划方面提供数据支持。

Description

一种虚拟现实的多人同场景混合交通流仿真实验平台

技术领域

本发明涉及交通仿真和虚拟现实技术领域，具体涉及一种虚拟现实的多人同场景混合交通流仿真实验平台。

背景技术

混合交通是指机动车、非机动车与行人在同一条公路上混合行驶，由于公路的标准低、路面狭窄，既无分隔带，又无车行道与人行道、快车与慢车之分。在这种混合交通的方式下极容易出现机动车、非机动车、行人之间的交通事故，而且也直接影响各方面的车速和效率。

混合交通流在我国是十分普遍的现象，但是由于混合交通流的不确定性和复杂性，相比于汽车交通流的研究，混合交通流研究在数据采集、逻辑分析、交通仿真、交通预测等方面存在一定差距，进而导致交通建设部门和管理部门在交通管理、交通预测、交通规划过程中缺少可靠的数据支撑。

随着大数据技术、虚拟现实技术、多交通模式仿真技术的成熟，很多混合交通实验平台将虚拟仿真技术应用到交通领域，使参与者对交通有一定程度的真实体验，且能够输出相应仿真数据；但是现有的混合交通实验平台并不能够充分模拟适应我国国情的多种混合交通状况，不能够输出较为全面的交通模拟数据，对后期交通建设部门和管理部门对我国交通进行管理、预测和规划给予的支持有限，且因为缺乏相应体验功能，使得参与者感知体验不尽人意。

发明内容

为了克服现有技术中混合交通实验平台场景和功能单一、与我国混合交通流仿真效果差的问题，进而提供一种多场景且能够为参与者提供沉浸式体验的虚拟现实的多人同场景混合交通流仿真实验平台。

本发明所述虚拟现实的多人同场景混合交通流仿真实验平台包括场景建立模块、小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块，公共汽车仿真模块，道路环境模块，气象环境模块以及存储模块，其中，

场景建立模块，用于根据仿真场景的需要，从小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块以及公共汽车仿真模块选取一个或多个参与仿真，从道路环境模块选取需要的道路环境，从气象环境模块选取需要模拟的气象环境，从存储模块存储的历史仿真数据中读取仿真场景需要的数据建立仿真场景；

小型汽车仿真模块，用于对混合交通流中的小型汽车进行仿真以及用于对小型汽车驾驶员进行驾驶培训，并将仿真数据发送给存储模块进行存储；

货车仿真模块，用于对混合交通流中的货车运输车进行仿真以及用于对货车驾驶员进行驾驶培训，并将仿真数据发送给存储模块进行存储；

非机动车仿真模块，用于对混合交通流中的非机动车进行仿真，并将仿真数据发送给存储模块进行存储；

行人仿真模块，用于对混合交通流中的行人进行仿真，并将仿真数据发送给存储模块进行存储；

公共汽车仿真模块，用于对混合交通流中的公共汽车进行仿真以及用于对公共汽车驾驶员进行驾驶培训，并将仿真数据发送给存储模块进行存储；

道路环境模块，用于创建道路、路面建筑以及交通信号灯的三维模型，对道路环境进行模拟；

气象环境模块，用于对不同的气象环境进行模拟；

存储模块，用于存储小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块，公共汽车仿真模块的仿真数据。

采用上述技术方案，场景建立模块能够根据测试需求，由小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块以及公共汽车仿真模块中选取两个或两个以上参与仿真，既可以构建同一交通工具多参与者以及不同交通工具多参与者等更加符合我国国情的多个场景，能够进行多种测试实验，又能够输出与实际交通情况吻合的交通数据，为交通建设部门和管理部门在交通管理、预测和规划方面提供数据支持；道路环境模块和气象环境模块，二者配合使用，使得由仿真实验平台搭建的场景更加拟合实际情况，能够为参与者提供包括视觉、听觉和触觉等方面的沉浸式体验；小型汽车仿真模块、货车仿真模块和公共汽车仿真模块，三者除了参与仿真测试外，还具有可对驾驶员进行驾驶培训的功能，对安全驾驶进行主动式训练，降低危货运输和公共汽车行驶等过程中的事故率，以及降低酒驾、醉驾等事故黑点，从源头减少重大交通事故的发生。

进一步地，小型汽车仿真模块，包括小型汽车虚拟显示单元、小型汽车虚拟驾驶单元以及小型汽车驾驶员培训单元，对参与者进行沉浸式感知实验，其中，

小型汽车虚拟显示单元，用于显示道路环境、气象环境以及车辆状态；

小型汽车虚拟驾驶单元，用于让参与者对小型汽车进行虚拟驾驶，并将驾驶数据发送给存储模块进行存储；

小型汽车驾驶员培训单元，根据培训内容向场景建立模块发送场景建立需求，利用场景建立模块建立的道路环境以及气象环境对参与者进行驾驶培训。

采用上述技术方案，小型汽车虚拟显示单元和小型汽车虚拟驾驶单元能够从视觉、听觉和触觉三方面，为参与者提供全方面的小型汽车驾驶的沉浸式感知体验；小型汽车驾驶员培训单元能够为参与者提供安全驾驶培训，以及参与者能够通过小型汽车驾驶员培训单元体验酒驾、醉驾等危险驾驶过程，可不通过真实且惨痛的现实经历，就可给参与者以真实且深刻的感受，从而降低事故黑点，从源头减少交通事故的发生。

进一步地，货车仿真模块，包括货车虚拟显示单元、货车虚拟驾驶单元、货车驾驶员分析单元、货车驾驶员培训单元以及货车应急事件仿真单元，其中，

货车虚拟显示单元，用于显示道路环境、气象环境以及车辆状态；

货车虚拟驾驶单元，使用六自由度运动仿真设备，模拟货车驾驶的真实状态，用于让参与者对货车进行虚拟驾驶，并将驾驶数据发送给存储模块进行存储；

货车驾驶员分析单元，使用眼动仪、摄像设备采集参与者进行仿真实验时的驾驶行为，对驾驶行为进行分析；

货车驾驶员培训单元，根据培训内容向场景建立模块发送场景建立需求，利用场景建立模块建立的道路环境以及气象环境对参与者进行驾驶培训；

货车应急事件仿真单元，生成货车行驶中常见的应急事件以及应急事件对应的车辆状态，将应急事件以及应急事件对应的车辆状态发送给货车驾驶员培训单元。

采用上述技术方案，货车虚拟显示单元和货车虚拟驾驶单元能够从视觉、听觉和触觉三方面，为参与者提供全方面的货车驾驶的沉浸式感知体验；货车驾驶员分析单元能够通过多种车载终端，采集驾驶员模拟训练时的驾驶行为，为驾驶行为分析和实验提供数据支持；货车驾驶员培训单元能够为参与者提供多场景的安全驾驶培训，以及参与者能够通过货车驾驶员培训单元和货车应急事件单元体验货车或者危货车辆的驾驶过程（危货车辆是指运载有易燃易爆、强烈腐蚀性等物品的货车），可不通过真实且惨痛的现实经历，就可给参与者以真实且深刻的感受，从而降低事故黑点，从源头减少交通事故的发生。

进一步地，非机动车仿真模块，包括非机动车虚拟显示单元以及非机动车虚拟驾驶单元，对参与者进行沉浸式感知实验，其中，

非机动车虚拟显示单元，用于显示道路环境、气象环境；

非机动车虚拟驾驶单元，用于让参与者对非机动车进行虚拟驾驶，并将驾驶数据发送给存储模块进行存储。

采用上述技术方案，仿真实验平台将非机动车仿真模块包括在内，更加符合我国的自行车普及率高的国情，一方面提高了参与者的真实体验感，另一方面使得由仿真实验平台输出的实验数据更贴合实际交通情况，为后期相关部门进行交通管理、预测和规划时，提供数据支持；非机动车虚拟显示单元和非机动车虚拟驾驶单元从视觉、听觉和触觉三方面，为参与者提供全方面的非机动车驾驶的沉浸式感知体验。

进一步地，行人仿真模块，包括行人虚拟显示单元以及虚拟步行单元，对参与者进行沉浸式感知实验，其中，

行人虚拟显示单元，用于显示道路环境、气象环境；

虚拟步行单元，用于让参与者在实验室模拟行人行走状态，并将行走状态数据发送给存储模块进行存储。

采用上述技术方案，仿真实验平台将行人仿真模块包括在内，使得仿真测试平台创建的仿真场景更加贴合实际交通情况，以及使得由仿真实验平台输出的实验数据精度更高。

进一步地，公共汽车仿真模块包括驾驶员子单元、司乘人员子单元、乘客子单元、公共汽车模拟单元、公共汽车驾驶员培训单元以及应急事件单元，其中，

驾驶员子单元，采用虚拟显示设备和虚拟驾驶设备模拟公共汽车驾驶状态，并将驾驶数据发送给存储模块进行存储；

司乘人员子单元，采用虚拟显示设备对应急事件单元生成的突发事件进行显示，使用摄像设备记录参与者的行为，并将记录的数据发送给存储模块；

乘客子单元，采用虚拟显示设备对应急事件单元生成的突发事件进行显示，使用摄像设备记录参与者的行为，并将记录的数据发送给存储模块；

公共汽车模拟单元，用于根据应急事件单元生成的突发事件模拟突发事件对应的公共汽车状态；

公共汽车驾驶员培训单元，根据培训内容向场景建立模块发送场景建立需求，利用场景建立模块建立的道路环境以及气象环境对参与者进行驾驶培训；

应急事件单元，用于生成突发事件。

采用上述技术方案，因为，在实际交通状况中，司乘人员和乘客的行为、进行的操作等方面有较大不同，故，司乘人员子单元和乘客子单元，分别从司乘人员和乘客两方面进行操作，使得仿真实验平台更加细化，使得其输出的实验数据更有参考价值；应急事件单元生成随机的突发事件，即参与者并不知道接下来会发生的情况，提高了模拟演练的真实性，使得采集和输出的数据更加贴合实际、精准度更高；公共汽车驾驶员培训单元能够为驾驶员和司乘人员提供多场景的安全驾驶培训，以及驾驶员、司乘人员和乘客能够通过货车驾驶员培训单元和应急事件单元分别体验多种场景下，尤其是突发情况下的公共汽车的驾驶过程或乘车过程，可不通过真实且惨痛的现实经历，就可给参与者以真实且深刻的感受，对突发情况进行演练，从而降低事故黑点，从源头减少交通事故的发生。

进一步地，道路环境模块，基于建筑信息模型和实地采集数据，对重要交通基础设施、交通枢纽进行交通场景的三维构建，实现与真实场景更相符的道路环境的构建。

采用上述技术方案，基于建筑信息模型和实地采集数据，建立实验场景中的道路环境，能够为参与者提供更加真实的体验。

进一步地，气象环境模块，用于对不同的气象环境进行模拟，具体的模拟的参数包括可视距离，环境亮度，路面结冰程度。

采用上述技术方案，仿真实验平台的气象环境并不简单对白天、夜晚的光照强度进行模拟，还加入了实际交通情况中，经常遇到的各种气象环境，例如：风沙、雨雪、大雾等，可模拟多种气象环境下的交通场景，一方面可给参与者多种环境下的体验，另一面可为相关部门进行交通管理、预测和规划，提供全方面的数据支持。

进一步地，存储模块，用于将接收的小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块，公共汽车仿真模块发送的仿真数据进行存储，存储为历史仿真数据。

采用上述技术方案，存储模块能够存储所有终端设备采集到的数据，一方面方便应急事件单元、道路环境模块、气象环境模块等部件中相应信息的存放，可为构建多场景的仿真实验平台提供基础，另一方面便于后期的数据输出和分析。

综上所述，本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

场景建立模块能够根据测试需求，由小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块以及公共汽车仿真模块中选取两个或两个以上参与仿真，既可以构建同一交通工具多参与者以及不同交通工具多参与者等更加符合我国国情的多个场景，能够进行多种测试实验，又能够输出与实际交通情况吻合的交通数据，为交通建设部门和管理部门在交通管理、预测和规划方面提供数据支持；道路环境模块和气象环境模块，二者配合使用，使得由仿真实验平台搭建的场景更加拟合实际情况，能够为参与者提供包括视觉、听觉和触觉等方面的沉浸式体验；小型汽车仿真模块、货车仿真模块和公共汽车仿真模块，三者除了参与仿真测试外，还具有可对驾驶员进行驾驶培训的功能，对安全驾驶进行主动式训练，减少危货运输和公共汽车行驶等过程中的事故率，以及降低酒驾、醉驾等事故黑点，从源头减少重大交通事故的发生。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中小型汽车仿真模块结构示意图；

图3是本发明中货车仿真模块结构示意图；

图4是本发明中非机动车仿真模块结构示意图；

图5是本发明中行人仿真模块结构示意图；

图6是本发明中公共汽车仿真模块结构示意图。

其中，1为场景建立模块，2为小型汽车仿真模块，20为小型汽车虚拟显示单元，21为小型汽车虚拟驾驶单元，22为小型汽车驾驶员培训单元，3为货车仿真模块，30为货车虚拟显示单元，31为货车虚拟驾驶单元、32为货车驾驶员分析单元，33为货车驾驶员培训单元，34为货车应急事件仿真单元，4为非机动车仿真模块，40为非机动车虚拟显示单元，41为非机动车虚拟驾驶单元，5为行人仿真模块，50为行人虚拟显示单元，51为虚拟步行单元，6为公共汽车仿真模块，60为驾驶员子单元，61为司乘人员子单元，62为乘客子单元，63为公共汽车模拟单元，64为公共汽车驾驶员培训单元，65为应急事件单元，7为道路环境模块，8为气象环境模块，9为存储模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了克服现有技术中混合交通实验平台场景和功能单一、与我国混合交通流仿真效果差的问题，进而提供一种多场景且能够为参与者提供沉浸式体验的混合交通流的仿真实验平台。

本发明所述混合交通流的仿真实验平台包括场景建立模块1、小型汽车仿真模块2、货车仿真模块3、非机动车仿真模块4，行人仿真模块5，公共汽车仿真模块6，道路环境模块7，气象环境模块8以及存储模块9，其中，

场景建立模块1，用于根据仿真场景的需要，从小型汽车仿真模块2、货车仿真模块3、非机动车仿真模块4，行人仿真模块5以及公共汽车仿真模块6选取两个或两个以上参与仿真，从道路环境模块7选取需要的道路环境，从气象环境模块8选取需要模拟的气象环境，从存储模块9存储的历史仿真数据中读取仿真场景需要的数据建立仿真场景；

小型汽车仿真模块2，用于对混合交通流中的小型汽车进行仿真以及用于对小型汽车驾驶员进行驾驶培训，并将仿真数据发送给存储模块9进行存储；

货车仿真模块3，用于对混合交通流中的货车运输车进行仿真以及用于对货车驾驶员进行驾驶培训，并将仿真数据发送给存储模块9进行存储；

非机动车仿真模块4，用于对混合交通流中的非机动车进行仿真，并将仿真数据发送给存储模块9进行存储；

行人仿真模块5，用于对混合交通流中的行人进行仿真，并将仿真数据发送给存储模块9进行存储；

公共汽车仿真模块6，用于对混合交通流中的公共汽车进行仿真以及用于对公共汽车驾驶员进行驾驶培训，并将仿真数据发送给存储模块9进行存储；

道路环境模块7，用于创建道路、路面建筑以及交通信号灯的三维模型，对道路环境进行模拟；

气象环境模块8，用于对不同的气象环境进行模拟；

存储模块9，用于存储小型汽车仿真模块2、货车仿真模块3、非机动车仿真模块4，行人仿真模块5，公共汽车仿真模块6的仿真数据。

采用上述技术方案，场景建立模块能够根据测试需求，由小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块以及公共汽车仿真模块中选取两个或两个以上参与仿真，既可以构建同一交通工具多参与者以及不同交通工具多参与者等更加符合我国国情的多个场景，能够进行多种测试实验，又能够输出与实际交通情况吻合的交通数据，为交通建设部门和管理部门在交通管理、预测和规划方面提供数据支持；道路环境模块和气象环境模块，二者配合使用，使得由仿真实验平台搭建的场景更加拟合实际情况，能够为参与者提供包括视觉、听觉和触觉等方面的沉浸式体验；小型汽车仿真模块、货车仿真模块和公共汽车仿真模块，三者除了参与仿真测试外，还具有可对驾驶员进行驾驶培训的功能，对安全驾驶进行主动式训练，降低危货运输和公共汽车行驶等过程中的事故率，以及降低酒驾、醉驾等事故黑点，从源头减少重大交通事故的发生。

在上述实施例的基础之上，进一步地，场景建立模块1和存储模块9与小型汽车仿真等其他模块之间通信连接，以实现场景建立模块1能够与各个仿真模块建立联系，方便创建各种场景；存储模块9与各个仿真模块建立联系，一方面便于实验平台存储更多的道路、气象环境信息，为参与者提供多元化且真实度高的体验；另一方面能够存储由各个数据终端采集到的数据，便于输出和分析。

在上述实施例的基础之上，进一步地，小型汽车仿真模块2，包括小型汽车虚拟显示单元20、小型汽车虚拟驾驶单元21以及小型汽车驾驶员培训单元22，对参与者进行沉浸式感知实验，其中，

小型汽车虚拟显示单元20，用于显示道路环境、气象环境以及车辆状态；

小型汽车虚拟驾驶单元21，用于让参与者对小型汽车进行虚拟驾驶，并将驾驶数据发送给存储模块9进行存储；

小型汽车驾驶员培训单元22，根据培训内容向场景建立模块1发送场景建立需求，利用场景建立模块1建立的道路环境以及气象环境对参与者进行驾驶培训。

采用上述技术方案，小型汽车虚拟显示单元和小型汽车虚拟驾驶单元能够从视觉、听觉和触觉三方面，为参与者提供全方面的小型汽车驾驶的沉浸式感知体验；小型汽车驾驶员培训单元能够为参与者提供安全驾驶培训，以及参与者能够通过小型汽车驾驶员培训单元体验酒驾、醉驾等危险驾驶过程，可不通过真实且惨痛的现实经历，就可给参与者以真实且深刻的感受，从而降低事故黑点，从源头减少交通事故的发生。

上述实施例在使用时，以仅涉及小型汽车仿真模块2和行人仿真模块5为例，并从小型汽车仿真模块2的角度，单方面进行阐述，场景建立模块1和存储模块9与其他模块之间建立通信连接，场景建立模块1根据测试需求选取小型汽车仿真模块2参与仿真，从道路环境模块7和气象环境模块8选取实验所需的道路环境和气象环境，环境搭建完毕后，小型汽车虚拟显示单元21用于显示环境和车辆状态相关信息，营造与现实交通相同的驾车环境，参与者通过操控小型汽车虚拟驾驶单元22，以进行虚拟的汽车启停、加减速、方向控制等行车活动，同时，小型汽车虚拟驾驶单元22也会实时采集参与者驾车过程中的相关数据，小型汽车驾驶员培训单元23可为初期学习驾车的参与者提供全方面安全驾驶培训，也可结合场景建立模块1为参与者构建酒驾、醉驾等危险场景，使参与者拥有虽未亲身参与，但却身临其境的体验，使参与者体会相应场景下驾驶的危害，以达到降低事故黑点，从源头减少交通事故的发生的目的。

其中，小型汽车虚拟显示单元21可以场景头盔的形式为参与者显示相应环境；小型汽车虚拟驾驶单元22，可为相似度高的汽车模型，重要的是，模型内合适位置应设置相应数据采集终端，例如：眼动仪、摄像头等；当然，二者并不限于上述规定，也可为现有技术中，任一合适设备。

在上述实施例的基础之上，进一步地，货车仿真模块3，包括货车虚拟显示单元31、货车虚拟驾驶单元32、货车驾驶员分析单元33、货车驾驶员培训单元34以及货车应急事件仿真单元35，其中，

货车虚拟显示单元31，用于显示道路环境、气象环境以及车辆状态；

货车虚拟驾驶单元32，使用六自由度运动仿真设备，模拟货车驾驶的真实状态，用于让参与者对货车进行虚拟驾驶，并将驾驶数据发送给存储模块9进行存储；

货车驾驶员分析单元33，使用眼动仪、摄像设备采集参与者进行仿真实验时的驾驶行为，对驾驶行为进行分析；

货车驾驶员培训单元34，根据培训内容向场景建立模块1发送场景建立需求，利用场景建立模块1建立的道路环境以及气象环境对参与者进行驾驶培训；

货车应急事件仿真单元35，生成货车行驶中常见的应急事件以及应急事件对应的车辆状态，将应急事件以及应急事件对应的车辆状态发送给货车驾驶员培训单元34。

采用上述技术方案，货车虚拟显示单元和货车虚拟驾驶单元能够从视觉、听觉和触觉三方面，为参与者提供全方面的货车驾驶的沉浸式感知体验；货车驾驶员分析单元能够通过多种车载终端，采集驾驶员模拟训练时的驾驶行为，为驾驶行为分析和实验提供数据支持；货车驾驶员培训单元能够为参与者提供多场景的安全驾驶培训，以及参与者能够通过货车驾驶员培训单元和货车应急事件单元体验货车或者危货车辆的驾驶过程（危货车辆是指运载有易燃易爆、强烈腐蚀性等物品的货车），可不通过真实且惨痛的现实经历，就可给参与者以真实且深刻的感受，从而降低事故黑点，从源头减少交通事故的发生。

在上述实施例的基础之上，进一步地，货车虚拟驾驶单元32使用六自由度运动仿真设备，模拟货车驾驶的真实状态，其中，六自由度运动包括下坡、爬坡、倾斜、转弯、旋转和下坠，使参与者通过仿真实验平台可以感受到多种情况下的驾车体验，为更好拟合现实交通状况，运动模拟仿真设备还可以加入颠簸等情景。

上述实施例在使用时，以仅涉及货车仿真模块3和行人仿真模块5为例，并从货车仿真模块3的角度，单方面进行阐述，与上述小型汽车仿真模块2操作相同，区别为货车应急事件仿真单元35能够随机生成货车行驶中常见的应急事件以及应急事件对应的车辆状态，其中，应急事件对应的车辆状态包括但不限于车辆冒出烟雾、车门损坏和刹车制动损坏，不仅从视觉方面给参与者真实的体验，还从硬件设备等方面提供支持，且应急事件为随机生成，在实验前参与者并不知晓实验过程中具体会发生怎样的场景，使得采集到的实验数据更贴合实际。

在上述实施例的基础之上，进一步地，非机动车仿真模块4，包括非机动车虚拟显示单元41以及非机动车虚拟驾驶单元42，对参与者进行沉浸式感知实验，其中，

非机动车虚拟显示单元41，用于显示道路环境、气象环境；

非机动车虚拟驾驶单元42，用于让参与者对非机动车进行虚拟驾驶，并将驾驶数据发送给存储模块9进行存储。

采用上述技术方案，仿真实验平台将非机动车仿真模块包括在内，更加符合我国的自行车普及率高的国情，一方面提高了参与者的真实体验感，另一方面使得由仿真实验平台输出的实验数据更贴合实际交通情况，为后期相关部门进行交通管理、预测和规划时，提供数据支持；非机动车虚拟显示单元和非机动车虚拟驾驶单元从视觉、听觉和触觉三方面，为参与者提供全方面的非机动车驾驶的沉浸式感知体验。

在上述实施例的基础之上，进一步地，行人仿真模块5，包括行人虚拟显示单元51以及虚拟步行单元52，对参与者进行沉浸式感知实验，其中，

行人虚拟显示单元51，用于显示道路环境、气象环境；

虚拟步行单元52，用于让参与者在实验室模拟行人行走状态，并将行走状态数据发送给存储模块9进行存储。

采用上述技术方案，仿真实验平台将行人仿真模块包括在内，使得仿真测试平台创建的仿真场景更加贴合实际交通情况，以及使得由仿真实验平台输出的实验数据精度更高。

在上述实施例的基础之上，进一步地，行人仿真模块5与其他仿真模块不同的是参与者没有固定的硬件操作设备，为保证参与者在体验时的安全，可为参与者创建类似跑步机式的设备，在一定程度上限定参与者的活动范围，能够为参与者提供真实且安全的体验。

在上述实施例的基础之上，进一步地，公共汽车仿真模块6包括驾驶员子单元61、司乘人员子单元62、乘客子单元63、公共汽车模拟单元64、公共汽车驾驶员培训单元65以及应急事件单元66，其中，

驾驶员子单元61，采用虚拟显示设备和虚拟驾驶设备模拟公共汽车驾驶状态，并将驾驶数据发送给存储模块9进行存储。

司乘人员子单元62，采用虚拟显示设备对所述应急事件单元66生成的突发事件进行显示，使用摄像设备记录参与者的行为，并将记录的数据发送给存储模块9。

乘客子单元63，采用虚拟显示设备对应急事件单元66生成的突发事件进行显示，使用摄像设备记录参与者的行为，并将记录的数据发送给存储模块9；摄像设备记录的数据可以为以后的应急策略提供数据支持。

公共汽车模拟单元64，用于根据应急事件单元66生成的突发事件模拟突发事件对应的公共汽车状态。比如发生火灾时，车辆控制系统损坏，公共汽车门无法打开的情形。

公共汽车驾驶员培训单元65，根据培训内容向场景建立模块1发送场景建立需求，利用场景建立模块1建立的道路环境以及气象环境对参与者进行驾驶培训。

应急事件单元66，用于生成突发事件，比如车辆起火、车祸、恐怖袭击等等突发事件。

采用上述技术方案，因为，在实际交通状况中，司乘人员和乘客的行为、进行的操作等方面有较大不同，故，司乘人员子单元和乘客子单元，分别从司乘人员和乘客两方面进行操作，使得仿真实验平台更加细化，使得其输出的实验数据更有参考价值；应急事件单元生成随机的突发事件，即参与者并不知道接下来会发生的情况，提高了模拟演练的真实性，使得采集和输出的数据更加贴合实际、精准度更高；公共汽车驾驶员培训单元能够为驾驶员和司乘人员提供多场景的安全驾驶培训，以及驾驶员、司乘人员和乘客能够通过货车驾驶员培训单元和应急事件单元分别体验多种场景下，尤其是突发情况下的公共汽车的驾驶过程或乘车过程，可不通过真实且惨痛的现实经历，就可给参与者以真实且深刻的感受，对突发情况进行演练，从而降低事故黑点，从源头减少交通事故的发生。

上述实施例在使用时，仅以公共汽车仿真模块6和行人仿真模块5为例，并从公共汽车仿真模块6的角度，单方面进行阐述，与其他参与模块使用相同，需要区别说明的是公共汽车仿真模块6在进行应急事件实验时，应考虑到，应急事件为随机生成，在实验前参与者并不知晓实验过程中具体会发生怎样的场景，且参与其中的参与者为多人，在非常真实的情况下，参与者可能会应激做出一些并不安全的行为，故，出于安全考虑，公共汽车等多参与者参与的仿真模块内应增设相应安全单元，避免实验时参与者受伤。

在上述实施例的基础之上，进一步地，道路环境模块7，基于建筑信息模型和实地采集数据，对重要交通基础设施、交通枢纽进行交通场景的三维构建，实现与真实场景更相符的道路环境的构建，具体地，道路环境不仅指道路的位置、道路的形式、周围的建筑，还应包括实际交通中可能遇到的任何情况，例如：红绿灯，道路的坡起、下坡、颠簸等。

采用上述技术方案，基于建筑信息模型和实地采集数据，建立实验场景中的道路环境，能够为参与者提供更加真实的体验。

在上述实施例的基础之上，进一步地，气象环境模块8，用于对不同的气象环境进行模拟，具体的模拟的参数包括可视距离，环境亮度，路面结冰程度。

在上述实施例的基础之上，进一步地，为给参与者提供更真实的体验，气象环境模块8加入实际交通情况中，经常遇到的各种气象环境，例如：风沙、雨雪、大雾等，或者，处于对突发且极端气象环境的模拟，气象环境模块8还可加入地震、洪水等环境信息。

采用上述技术方案，仿真实验平台的气象环境并不简单对白天、夜晚的光照强度进行模拟，还加入了实际交通情况中，经常遇到的各种气象环境，例如：风沙、雨雪、大雾等，可模拟多种气象环境下的交通场景，一方面可给参与者多种环境下的体验，另一面可为相关部门进行交通管理、预测和规划，提供全方面的数据支持。

在上述实施例的基础之上，进一步地，存储模块9，用于将接收的小型汽车仿真模块2、货车仿真模块3、非机动车仿真模块4，行人仿真模块5，公共汽车仿真模块6发送的仿真数据进行存储，存储为历史仿真数据。

采用上述技术方案，存储模块能够存储所有终端设备采集到的数据，一方面方便应急事件单元、道路环境模块、气象环境模块等部件中相应信息的存放，可为构建多场景的仿真实验平台提供基础，另一方面便于后期的数据输出和分析；而且在进行仿真实验时，历史仿真数据可以直接调用充当仿真实验中的车辆，在减少实验参与者数量的同时，还保证了实验中更多人为不确定性，避免已有仿真实验中程序控制过多，无法体现路面交通真实情况的问题。

在上述实施例的基础之上，进一步地，存储模块9需要存储由各个数据终端采集到的数据，其中，数据包括但不限于不规范驾驶行为，这些数据能够为相关部门进行交通管理、预测和规划提供全方面的数据支持。

上述实施例在使用时，场景建立模块1和存储模块9作为“后台模块”，与其他模块之间通信连接，场景建立模块1根据测试需求选取两个或两个以上模块参与仿真，以形成同一交通工具多参与者以及不同交通工具多参与者等多个场景，从道路环境模块7和气象环境模块8选取实验所需的道路环境和气象环境，环境搭建完毕后，参与的各个模块的虚拟显示单元用于显示环境和相关状态信息，营造与现实交通相同的环境，参与者通过操控相应虚拟驾驶单元，以进行虚拟的活动，同时，相应虚拟驾驶单元也会实时采集参与者活动中的相关数据，这些数据包括但不限于运行轨迹、行为数据和交通拥堵指数，相关驾驶员培训单元可为初期学习驾车的参与者提供全方面安全驾驶培训，也可结合场景建立模块1为参与者构建危险场景，使参与者拥有虽未亲身参与，但却身临其境的体验，使参与者体会相应场景下驾驶的危害，以达到降低事故黑点，从源头减少交通事故的发生的目的。

此外，本仿真实验平台还能够为参与者提供沉浸式的感知实验，具体地，小型汽车驾驶员、行人、非机动车驾驶员、货车驾驶员等多类参与者可投身于由场景建立模块1构件的多种场景中，其中，每类参与者的个数可为一个或多个，参与者按照场景中的道路环境等信息进行相关驾驶等活动。参与人员通过沉浸式的感知实验，可以针对制定的规则、交通指示灯及指示标牌进行测试。在此过程中，还可以设置相应数据采集终端会在参与者进行活动时，进行数据采集，相关部门可通过采集到的数据进行交通管理、预测和规划，为其做出的相关决策提供数据支持，且通过虚拟的方式进行实验，一方面可提高实验效率，另一方面并不会对现实交通造成不必要的影响。

综上所述，本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

场景建立模块能够根据测试需求，由小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块以及公共汽车仿真模块中选取两个或两个以上参与仿真，既可以构建同一交通工具多参与者以及不同交通工具多参与者等更加符合我国国情的多个场景，能够进行多种测试实验，又能够输出与实际交通情况吻合的交通数据，为交通建设部门和管理部门在交通管理、预测和规划方面提供数据支持；道路环境模块和气象环境模块，二者配合使用，使得由仿真实验平台搭建的场景更加拟合实际情况，能够为参与者提供包括视觉、听觉和触觉等方面的沉浸式体验；小型汽车仿真模块、货车仿真模块和公共汽车仿真模块，三者除了参与仿真测试外，还具有可对驾驶员进行驾驶培训的功能，对安全驾驶进行主动式训练，减少危货运输和公共汽车行驶等过程中的事故率，以及降低酒驾、醉驾等事故黑点，从源头减少重大交通事故的发生。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种虚拟现实的多人同场景混合交通流仿真实验平台，其特征在于，所述仿真实验平台包括场景建立模块、小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块，公共汽车仿真模块，道路环境模块，气象环境模块以及存储模块，其中，

所述场景建立模块，用于根据仿真场景的需要，从所述小型汽车仿真模块、货车仿真模块、非机动车仿真模块，行人仿真模块以及公共汽车仿真模块选取两个及两个以上参与仿真，从所述道路环境模块选取需要的道路环境，从所述气象环境模块选取需要模拟的气象环境，从所述存储模块存储的历史仿真数据中读取仿真场景需要的数据建立仿真场景；

所述小型汽车仿真模块，用于对混合交通流中的小型汽车进行仿真以及用于对小型汽车驾驶员进行驾驶培训，并将仿真数据发送给所述存储模块进行存储；

所述货车仿真模块，用于对混合交通流中的货车运输车进行仿真以及用于对货车驾驶员进行驾驶培训，并将仿真数据发送给所述存储模块进行存储；

所述非机动车仿真模块，用于对混合交通流中的非机动车进行仿真，并将仿真数据发送给存储模块进行存储；

所述行人仿真模块，用于对混合交通流中的行人进行仿真，并将仿真数据发送给存储模块进行存储；

所述公共汽车仿真模块，用于对混合交通流中的公共汽车进行仿真以及用于对公共汽车驾驶员进行驾驶培训，并将仿真数据发送给存储模块进行存储；

所述道路环境模块，用于创建道路、路面建筑以及交通信号灯的三维模型，对道路环境进行模拟；

所述气象环境模块，用于对不同的气象环境进行模拟；

所述存储模块，用于存储所述小型汽车仿真模块、所述货车仿真模块、所述非机动车仿真模块，所述行人仿真模块，所述公共汽车仿真模块的仿真数据。

2.如权利要求1所述的仿真实验平台，其特征在于，所述小型汽车仿真模块，包括小型汽车虚拟显示单元、小型汽车虚拟驾驶单元以及小型汽车驾驶员培训单元，对参与者进行沉浸式感知实验，其中，

所述小型汽车虚拟显示单元，用于显示道路环境、气象环境以及车辆状态；

所述小型汽车虚拟驾驶单元，用于让参与者对小型汽车进行虚拟驾驶，并将驾驶数据发送给存储模块进行存储；

小型汽车驾驶员培训单元，根据培训内容向所述场景建立模块发送场景建立需求，利用所述场景建立模块建立的道路环境以及气象环境对参与者进行驾驶培训。

3.如权利要求1所述的仿真实验平台，其特征在于，所述货车仿真模块，包括货车虚拟显示单元、货车虚拟驾驶单元、货车驾驶员分析单元、货车驾驶员培训单元以及货车应急事件仿真单元，其中，

所述货车虚拟显示单元，用于显示道路环境、气象环境以及车辆状态；

所述货车虚拟驾驶单元，使用六自由度运动仿真设备，模拟货车驾驶的真实状态，用于让参与者对货车进行虚拟驾驶，并将驾驶数据发送给存储模块进行存储；

所述货车驾驶员分析单元，使用眼动仪、摄像设备采集参与者进行仿真实验时的驾驶行为，对驾驶行为进行分析；

货车驾驶员培训单元，根据培训内容向所述场景建立模块发送场景建立需求，利用所述场景建立模块建立的道路环境以及气象环境对参与者进行驾驶培训；

货车应急事件仿真单元，生成货车行驶中常见的应急事件以及应急事件对应的车辆状态，将所述应急事件以及应急事件对应的车辆状态发送给所述货车驾驶员培训单元。

4.如权利要求1所述的仿真实验平台，其特征在于，所述非机动车仿真模块，包括非机动车虚拟显示单元以及非机动车虚拟驾驶单元，对参与者进行沉浸式感知实验，其中，

所述非机动车虚拟显示单元，用于显示道路环境、气象环境；

所述非机动车虚拟驾驶单元，用于让参与者对非机动车进行虚拟驾驶，并将驾驶数据发送给存储模块进行存储。

5.如权利要求1所述的仿真实验平台，其特征在于，所述行人仿真模块，包括行人虚拟显示单元以及虚拟步行单元，对参与者进行沉浸式感知实验，其中，

所述行人虚拟显示单元，用于显示道路环境、气象环境；

所述虚拟步行单元，用于让参与者在实验室模拟行人行走状态，并将行走状态数据发送给存储模块进行存储。

6.如权利要求1所述的仿真实验平台，其特征在于，所述公共汽车仿真模块包括驾驶员子单元、司乘人员子单元、乘客子单元、公共汽车模拟单元、公共汽车驾驶员培训单元以及应急事件单元，其中，

所述驾驶员子单元，采用虚拟显示设备和虚拟驾驶设备模拟公共汽车驾驶状态，并将驾驶数据发送给存储模块进行存储；

所述司乘人员子单元，采用虚拟显示设备对所述应急事件单元生成的突发事件进行显示，使用摄像设备记录参与者的行为，并将记录的数据发送给存储模块；

所述乘客子单元，采用虚拟显示设备对所述应急事件单元生成的突发事件进行显示，使用摄像设备记录参与者的行为，并将记录的数据发送给存储模块；

所述公共汽车模拟单元，用于根据所述应急事件单元生成的突发事件模拟突发事件对应的公共汽车状态；

公共汽车驾驶员培训单元，根据培训内容向所述场景建立模块发送场景建立需求，利用所述场景建立模块建立的道路环境以及气象环境对参与者进行驾驶培训；

所述应急事件单元，用于生成突发事件。

7.如权利要求1所述的仿真实验平台，其特征在于，所述道路环境模块，基于建筑信息模型和实地采集数据，对重要交通基础设施、交通枢纽进行交通场景的三维构建，实现与真实场景更相符的道路环境的构建。

8.如权利要求1所述的仿真实验平台，其特征在于，所述气象环境模块，用于对不同的气象环境进行模拟，具体的模拟的参数包括可视距离，环境亮度，路面结冰程度。

9.如权利要求1所述的仿真实验平台，其特征在于，所述存储模块，用于将接收的所述小型汽车仿真模块、所述货车仿真模块、所述非机动车仿真模块，所述行人仿真模块，所述公共汽车仿真模块发送的仿真数据进行存储，存储为历史仿真数据。