CN110689613B - 车辆道路仿真场景构建方法、装置、介质和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了车辆道路仿真场景的构建方法、装置、介质和设备，首先构建真实路况元素数据集和车辆元素数据集；根据采集到的真实路况元素和车辆元素数据集分别构建路况元素约束集和车辆元素构建车辆元素约束集；然后设定时间轴；在每个时间片，随机生成满足路况元素约束集的道路场景描述及满足车辆元素约束集的车辆动态行车描述；针对每相邻两个时间片的连接段，随机生成满足路况元素约束集的连接段道路场景描述及满足车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；根据生成的道路场景描述和车辆动态行车描述，从数据集中提取出路况元素和车辆元素，创建到车辆道路仿真场景。本发明方法具有构建效率高、模拟的交通场景全面以及模拟路况真实感强的优点。

Description

车辆道路仿真场景构建方法、装置、介质和设备

技术领域

本发明属于无人驾驶仿真系统领域，特别涉及一种车辆道路仿真场景构建方法、装置、介质和设备。

背景技术

无人驾驶是一个复杂度极高的系统工程，其安全验证和功能测试是必不可少的环节。相较于在真实道路上进行安全验证和功能测试的高成本、高风险，仿真测试以其低成本、低风险成为无人驾驶测试的一个重要手段。进行无人驾驶仿真测试，首先需要创建无人驾驶的车辆道路仿真场景。仿真场景的真实度和全面性决定了无人驾驶系统的安全验证和功能测试的可靠性。

现有无人驾驶的车辆道路仿真场景通常由人工设置无人驾驶仿真场景描述语句来决定场景的具体形式，包括设定主车和障碍车的行驶起始点、行驶路段、障碍物位置以及运动轨迹及速度等，再通过3D建模生成仿真场景。这种方法使用过程中存在的不足在于：1)创建仿真场景时，需要人工设置无人驾驶仿真场景描述语句，造成仿真场景创建效率低，无法满足无人车测试中所需的大量的、更新频率较高的仿真场景需求；2)创建仿真场景时，人工设置的无人驾驶仿真场景描述语句无法覆盖各种真实的、可能发生的交通场景，导致所模拟的交通场景不全面，无法满足仿真场景对真实路况模拟的全面性；3)以3D建模的方式生成的仿真场景动画感较强，缺乏对路况模拟的真实感。

上述车辆道路仿真场景创建方法的不足，整体上降低了无人驾驶仿真测试的可靠性，因此，建立全面且贴近真实交通环境的仿真场景尤为重要。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种车辆道路仿真场景的构建方法，该方法基于真实路况元素进行车辆道路仿真场景的构建，具有构建效率高、模拟的交通场景全面以及模拟路况真实感强的优点。

本发明的第二目的在于提供一种辆道路仿真场景的构建装置。

本发明的第三目的在于提供一种存储介质。

本发明的第四目的在于提供一种计算设备。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种车辆道路仿真场景的构建方法，步骤如下：

获取采集到的真实路况元素和车辆元素，构建真实路况元素数据集和车辆元素数据集；

根据采集到的真实路况元素构建路况元素约束集，根据采集到的车辆元素构建车辆元素约束集；

设定车辆道路仿真场景时间轴；

在每个时间片，随机生成满足路况元素约束集的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的车辆动态行车描述；

针对每相邻两个时间片的连接段，随机生成满足路况元素约束集的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；

根据每个时间片生成的道路场景描述和车辆动态行车描述以及每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述和连接段车辆动态行车描述，从真实路况元素数据集和车辆元素数据集中分别提取对应出路况元素和车辆元素，创建得到车辆道路仿真场景。

优选的，所述真实路况元素包括道路元素、环境元素和天气元素；

所述车辆元素包括各种型号的机动车和非机动车数据。

更进一步的，所述道路元素包括车道线、车道标识和交通信号；

所述环境元素包括行人、障碍物和道路两旁树木及建筑；

所述天气元素包括晴、阴、雨、雪、日、夜、黄昏天气和时间段。

优选的，所述真实路况元素约束集包括道路元素约束集、环境元素约束集和天气元素约束集；

所述道路元素约束集中包括道路元素之间和/或道路元素的关联参数；

所述环境元素约束集中包括环境元素之间和/或环境元素的关联参数；

所述天气元素约束集中包括天气元素之间和/或环境元素的关联参数；

所述车辆元素约束集中包括车辆元素之间和/或车辆元素的关联参数。

更进一步的，所述道路元素约束集中包括如下参数：车道线位置、车道线距离、车道线类型、、路面坡度、车道线颜色、弯道半径、道路限速、红绿灯位置、路口停止线和路口参考线；

所述环境元素约束集中包括如下参数：环境元素之间的距离以及环境元素的位置、高度、类型和颜色；

所述天气元素约束集中包容如下参数：光照角度、光照强度、物体阴影和路面反光。

优选的，每个时间片内生成的道路场景描述以及针对每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述均包括道路描述、环境描述和天气描述；

每个时间片内生成的车辆动态行车描述以及针对每相邻两个时间片的连接段生成的连接段车辆动态行车描述均包括主车的行为描述和其他车辆的行为描述。

更进一步的，所述道路描述包括路面描述和交通信号灯描述；

所述路面描述包括路面宽度、车道数量和类型、路面类型、有无人行道、有无专用车道和有无单行道；

所述交通信号灯描述包括有无红绿灯、有无左转灯、有无右转灯、有无直行灯、有无掉头灯以及灯色的变化情况；

所述环境描述包括栅栏、路灯、花坛、路阶、草坪、不同形状和高度的树木及建筑；

所述天气描述包括晴、阴、雨、雪、日、夜、黄昏天气和时间段；

主车的行为描述以及其他车辆的行为描述均包括类型描述和行为描述；类型描述包括小车、货车、公交车、自行车、摩托车和电动车；行为描述包括车辆静止、直行、左转、右转、掉头、超车、会车、躲避和换道。

本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种车辆道路仿真场景的构建装置，包括：

数据集构建模块，用于获取采集到的真实路况元素和车辆元素，构建真实路况元素数据集和车辆元素数据集；

约束集构建模块，根据采集到的真实路况元素构建路况元素约束集，根据采集到的车辆元素构建车辆元素约束集；

时间轴设定模块，用于设定车辆道路仿真场景时间轴；

第一生成模块，用于在每个时间片，随机生成满足路况元素约束集的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的车辆动态行车描述；

第二生成模块，用于针对每相邻两个时间片的连接段，随机生成满足路况元素约束集的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；

仿真场景创建模块，用于根据每个时间片生成的道路场景描述和车辆动态行车描述以及每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述和连接段车辆动态行车描述，从真实路况元素数据集和车辆元素数据集中分别提取出路况元素和车辆元素，创建得到车辆道路仿真场景。

本发明的第三目的通过下述技术方案实现：一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现本发明第一目的所述的车辆道路仿真场景的构建方法。

本发明的第四目的通过下述技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现本发明第一目的所述的车辆道路仿真场景的构建方法。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明车辆道路仿真场景的构建方法，首先构建真实路况元素数据集和车辆元素数据集；根据采集到的真实路况元素构建路况元素约束集，根据采集到的车辆元素构建车辆元素约束集；然后设定车辆道路仿真场景时间轴；在每个时间片，随机生成满足路况元素约束集的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的车辆动态行车描述；针对每相邻两个时间片的连接段，随机生成满足路况元素约束集的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；根据上述生成的道路场景描述和车辆动态行车描述，从数据集中提取出路况元素和车辆元素，创建得到车辆道路仿真场景。本发明通过上述方式能够完全自动化的生成车辆道路仿真场景，节省了创建仿真场景的时间，提高创建仿真场景的效率；另外本发明能在每个时间片和相邻时间片之间随机动态的生成道路描述和车辆动态行车描述，提高仿真场景对真实路况模拟的全面性。并且本发明所获取到的数据集为采集的真实路况元素构成的，能够有效增强模拟路况的真实感。

(2)本发明车辆道路仿真场景的构建方法中，针对于相邻时间片之间的时间段，生成满足所述路况元素约束集的连接段道路场景描述，生成满足所述车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；通过本发明上述方法，能够形成连续、平滑的道路拓扑连接和车辆行车状态，提高了车辆道路仿真场景的真实性。

(3)本发明车辆道路仿真场景的构建方法中，真实路况元素数据集、车辆元素数据集均可以根据需求进行扩展，能够进一步提高车辆道路仿真场景的真实性。

附图说明

图1是本发明方法流程图

图2是本发明方法构建的车辆道路仿真场景图。

图3是本发明装置结构框图。

图4是本发明计算设备的结构框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例公开了一种车辆道路仿真场景的构建方法，如图1中所示，步骤如下：

(1)获取采集到的真实路况元素和车辆元素，构建真实路况元素数据集和车辆元素数据集；其中，真实路况元素数据集和车辆元素数据集均为可扩展数据集；

在本实施例中，真实路况元素包括道路元素、环境元素和天气元素；其中，道路元素包括车道线、车道标识和交通信号；环境元素包括行人、障碍物和道路两旁树木及建筑；天气元素包括晴、阴、雨、雪、日、夜、黄昏天气和时间段，这里的时间段指的是每天24个小时内的各时间段，根据实际需要进行时间段划分，例如根据日照情况进行分段。

例如获取到的道路元素包括：十字路、丁字路、直行路，有无人行道、专用车道、单行道、红绿灯、左转灯、右转灯、直行灯、掉头灯等；获取到的环境元素包括栅栏、路灯、花坛、路阶、草坪、不同形状和高度的树木及建筑等；获取到的天气元素包括晴天的太阳光照、阴天的光线亮度、雨天的雨量大小和路面积水、雪天的积雪及光照等。

车辆元素包括各种型号的机动车和非机动车数据，包括小车、货车、公交车、自行车、摩托车、电动车。

(2)根据采集到的真实路况元素构建路况元素约束集，根据采集到的车辆元素构建车辆元素约束集；

在本实施例中，真实路况元素约束集可以包括道路元素约束集、环境元素约束集和天气元素约束集；其中，道路元素约束集中包括道路元素之间和/或道路元素的关联参数；环境元素约束集中包括环境元素之间和/或环境元素的关联参数；天气元素约束集中包括天气元素之间和/或天气元素的关联参数；

本实施例中，道路元素约束集中可以包括如下参数：车道线位置、车道线之间距离、车道线类型、路面坡度、车道线颜色、弯道半径、道路限速、红绿灯位置、路口停止线和路口参考线等参数；例如，在本实施例中构建的道路元素约束集为：车道之间宽度3m，车道单黄实线长度不超过200m，车道坡度小于15度，弯道半径不小于30m，城市道路限速60km/h，高速路限速120km/h，双黄实线接双白虚线。其中，车道线之间距离即属于道路元素之间(车道线和车道线之间)的关联参数，车道线类型(例如实线、虚线、双实线等)、车道线颜色即属于道路元素本身的关联参数。

环境元素约束集中可以包括如下参数：环境元素之间的距离以及环境元素的位置、高度、类型和颜色；例如，在本实施例中构建的环境元素约束集为：栅栏离道路边缘为0.5～1m、路灯高度为5～8m、花坛的宽*高*长为3m*0.5m*5m、路阶高度为0.25～0.5m、草坪的宽*长为5m*15m、白色高层建筑宽*高*长为80m*50m*60m。其中，栅栏离道路边缘的距离即为环境元素栅栏和环境元素道路边缘之间的关联参数，草坪的长宽度即为环境元素本身的关联参数。

天气元素约束集中包容如下参数：光照角度、光照强度、物体阴影和路面反光。例如，在本实施例中构建的天气元素约束集为：光照角度45-90度、夏季阳光直射时光照强度6万-10万lx、没有太阳的室外0.1万～1万lx；

车辆元素约束集中包括车辆元素之间和/或车辆元素的关联参数，车辆元素约束集中可以包括如下参数：车辆所在车道、车速、车距、加速度、位置、方向等参数，且所述车辆元素约束集可以扩充。例如，在本实施例中构建的车辆元素约束集如下：两车横向车距不小于1m纵向车距不小于2m，两车相对车速小于10km/h，车速在60～100km/h之间，车辆加速度小于10m/s，两车同向行驶方向夹角在5度～8度之间。

(3)设定车辆道路仿真场景时间轴，在本实施例中可以将时间轴分割为等长或不等长的时间片。

在本实施例中，时间轴可以设定为有限长度时间轴或无限长度时间轴，其中：有限长度时间轴为设定固定时长的车辆道路仿真场景，例如仿真时长为5小时，时间片时长为5分钟；无限长度时间轴为重复生成时间片，相邻时间片之间首尾连接，形成无限时长的车辆道路仿真场景。

(4)在每个时间片，随机生成满足路况元素约束集的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的车辆动态行车描述；本实施例中，可以按照实际需求在固定时间段内的每个时间片随机生成相应的道路场景描述和车辆动态行车描述；例如要仿真车辆在启动后第a1到a2个小时行驶在高速公路，在第a2到a3个行驶在城市道路上时，则在第a1到a2个小时的每个时间片内，随机生成的是满足路况元素约束集的高速公路上的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的高速公路上行驶的车辆动态行车描述，在第a2到a3个小时的每个时间片内，随机生成的是满足路况元素约束集的城市道路上的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的城市道路上行驶的车辆动态行车描述。

针对每相邻两个时间片的连接段，随机生成满足路况元素约束集的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；其中每相邻两个时间片的连接段为一个有一定时长的时间段；本实施例中，可以按照实际需求在固定时间段内的每相邻两个时间片的连接段随机生成相应的连接段道路场景描述和连接段车辆动态行车描述；例如要仿真车辆在启动后第a1到a2个小时行驶在高速公路，在第a2到a3个行驶在城市道路上时，则在第a1到a2个小时的每相邻两个时间片的连接段，随机生成的是满足路况元素约束集的高速公路上的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的高速公路上行驶的车辆动态行车描述，在第a2到a3个小时的每相邻两个时间片的连接段，随机生成的是满足路况元素约束集的城市道路上的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的城市道路上行驶的连接段车辆动态行车描述。

在本实施例中，上述每个时间片内生成的道路场景描述以及针对每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述均包括道路描述、环境描述和天气描述；其中：

道路描述包括路面描述和交通信号灯描述；其中，在相应的时间段内，针对每相邻两个时间片的连接段，其道路描述可以与连接段所连接的时间片的道路描述相同。上述相应的时间段指的是在该时间段仿真的同一类型或相近类型道路，例如，都是仿真高速公路上行驶的时间段。

路面描述包括路面宽度、车道数量和类型、路面类型、有无人行道、有无专用车道和有无单行道；

交通信号灯描述包括有无红绿灯、有无左转灯、有无右转灯、有无直行灯、有无掉头灯以及灯色的变化情况；

环境描述包括栅栏、路灯、花坛、路阶、草坪、不同形状和高度的树木及建筑；其中，在相应的时间段内，针对每相邻两个时间片的连接段，其环境描述可以与连接段所连接的时间片的环境描述相同。

天气描述包括晴、阴、雨、雪、日、夜、黄昏天气和时间段。其中，在相应的时间段内，针对每相邻两个时间片的连接段，其天气描述可以与连接段所连接的时间片的天气描述相同。

在本实施例中，每个时间片内生成的车辆动态行车描述以及针对每相邻两个时间片的连接段生成的连接段车辆动态行车描述均包括主车的行为描述和其他车辆的行为描述。其中，在本实施例中，主车的行为描述以及其他车辆的行为描述均包括类型描述和行为描述；类型描述包括小车、货车、公交车、自行车、摩托车和电动车；行为描述包括车辆静止、直行、左转、右转、掉头、超车、会车、躲避和换道。

例如针对于时长为5分钟的时间片K，随机生成满足路况元素约束集的如下道路场景描述以及满足车辆元素约束集的如下车辆动态行车描述：

<道路场景描述>

{道路描述}

[城市道路]

[直行道路，长度1000米，坡度3度上坡，其中：600米处有交通信号灯十字路，900米处有人行横道]

[道路总宽度12米，其中：双向4车道，每车道宽度3米，左侧两车道白色虚线，右侧两车道白色实线，中间双黄线]

[右侧第一车道为左转专用道，标记为左转专用道]

[道路限速80km/h]

[交通信号灯:红绿灯、左转灯，灯色变化频率10S]

{环境描述}

[城市环境]

[0-400米：道路两侧有建筑物，距离道路30米，建筑物长度高度宽度随机，建筑物之间间隔5米]

[400-500米：道路两侧有草坪，距离道路30米，草坪长100米，宽20米]

[0-1000米：道路两侧有栅栏，距离道路1米，栅栏高1.5米]

[0-1000米：道路两侧有路灯，路灯高10米，间隔30米，灯光照度1万lx]

{天气描述}

[晴]

[太阳：光照角度60度，光照强度6万lx]

<车辆动态行车描述>

[3车：主车，车辆1，车辆2]

{主车行为描述}

[小车：丰田]

[最左侧车道直行]

[速度40km/h，加速度1m/S2，达到速度60km/h]

[过十字路口直行]

[300米处变道至左侧第二车道]

[与同车道前车距离50米时，减速，减速度1m/S2，直至与前车同速]

[与同车道前车的安全车距小于5米时，急减速至与前车同速，减速时间3秒][与左右车道的车辆安全车距小于5米时，禁止变道]

{车辆1行为描述}

[轻卡：比亚迪T4]

[左侧第二车道直行]

[速度50km/h，加速度0m/S2]

[过十字路口左转]

[与同车道前车距离50米时，减速，减速度1m/S2，直至与前车同速]

[与同车道前车的安全车距小于5米时，急减速至与前车同速，减速时间3秒][与左右车道的车辆安全车距小于5米时，禁止变道]

{车辆2行为描述}

[小车：福特]

[最左侧车道直行]

[速度60km/h，加速度0.5m/S2，达到速度80km/h]

[过十字路口直行]

[800米处变道至左侧第二车道]

[与同车道前车距离50米时，减速，减速度2m/S2，直至与前车同速]

[与同车道前车的安全车距小于5米时，急减速至与前车同速，减速时间3秒]

[与左右车道的车辆安全车距小于5米时，禁止变道]

例如，时间片K-1和时间片K之间连接段K-1，该连接段K-1时长为2分钟，针对于该连接段K-1，随机生成满足路况元素约束集的如下连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的如下连接段车辆动态行车描述：

<道路场景描述>

{道路描述}

[城市道路]

[左转弧形道路，长度100米，坡度3度上坡，弧半径30米]

[道路总宽度12米，其中：双向4车道，每车道宽度3米，左侧两车道白色虚线，右侧两车道白色实线，中间双黄线]

[道路限速80km/h]

[无交通信号灯]

{环境描述}

[城市环境]

[0-100米：道路两侧有树木，距离道路5米，树木高度宽度随机，树木之间间隔2米]

[0-100米：道路两侧有栅栏，距离道路1米，栅栏高1.5米]

[0-100米：道路两侧有路灯，路灯高10米，间隔30米，灯光照度1万lx]

{天气描述}

[晴]

[太阳：光照角度60度，光照强度6万lx]

<车辆动态行车描述>

[3车：主车，车辆1，车辆2]

{主车行为描述}

[小车：丰田]

[最左侧车道行驶]

[速度40km/h，加速度0m/S2]

[与同车道前车距离50米时，减速，减速度1m/S2，直至与前车同速]

[与同车道前车的安全车距小于5米时，急减速至与前车同速，减速时间3秒]

[与左右车道的车辆安全车距小于5米时，禁止变道]

{车辆1行为描述}

[轻卡：比亚迪T4]

[左侧第二车道行驶]

[速度50km/h，加速度0m/S2]

[与同车道前车距离50米时，减速，减速度1m/S2，直至与前车同速]

[与同车道前车的安全车距小于5米时，急减速至与前车同速，减速时间3秒]

[与左右车道的车辆安全车距小于5米时，禁止变道]

{车辆2行为描述}

[小车：福特]

[最左侧车道行驶]

[速度60km/h，加速度0.5m/S2，达到速度80km/h]

[在弯道40米处变道至左侧第二车道]

[与同车道前车距离50米时，减速，减速度2m/S2，直至与前车同速]

[与同车道前车的安全车距小于5米时，急减速至与前车同速，减速时间3秒]

[与左右车道的车辆安全车距小于5米时，禁止变道]

(5)根据每个时间片生成的道路场景描述和车辆动态行车描述以及每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述和连接段车辆动态行车描述，从真实路况元素数据集和车辆元素数据集中分别提取出上述描述中涉及到的路况元素和车辆元素，用于布置仿真场景中每个时间片以及每两个相邻时间片之间连接段的元素；然后根据每个时间片生成的道路场景描述和车辆动态行车描述以及每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述和连接段车辆动态行车描述，在每个时间片和相邻时间片之间分别创建得到车辆道路仿真场景，如图2中所述为某一时间片创建的车辆道路仿真场景，车辆道路仿真场景随着时间推移会发生变化。

实施例2

本实施例公开了一种车辆道路仿真场景的构建装置，如图3中所示，包括：

数据集构建模块，用于获取采集到的真实路况元素和车辆元素，构建真实路况元素数据集和车辆元素数据集；

约束集构建模块，根据采集到的真实路况元素构建路况元素约束集，根据采集到的车辆元素构建车辆元素约束集；

时间轴设定模块，用于设定车辆道路仿真场景时间轴；

第一生成模块，用于在每个时间片，随机生成满足路况元素约束集的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的车辆动态行车描述；

第二生成模块，用于针对每相邻两个时间片的连接段，随机生成满足路况元素约束集的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；

仿真场景创建模块，用于根据每个时间片生成的道路场景描述和车辆动态行车描述以及每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述和连接段车辆动态行车描述，从真实路况元素数据集和车辆元素数据集中分别提取出路况元素和车辆元素，创建得到车辆道路仿真场景。

本实施例的装置与实施例1中车辆道路仿真场景的构建方法相对应，其中，本实施例中涉及到的真实路况元素、车辆元素、路况元素约束集、车辆元素约束集、道路场景描述和车辆动态行车描述和实施例1均相同，在此不再一一赘述；需要说明的是，本实施例提供的装置仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

实施例3

本实施例公开了一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现实施例所述的车辆道路仿真场景的构建方法，如下：

获取采集到的真实路况元素和车辆元素，构建真实路况元素数据集和车辆元素数据集；

根据采集到的真实路况元素构建路况元素约束集，根据采集到的车辆元素构建车辆元素约束集；

设定车辆道路仿真场景时间轴；

在每个时间片，随机生成满足路况元素约束集的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的车辆动态行车描述；

针对每相邻两个时间片的连接段，随机生成满足路况元素约束集的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；

根据每个时间片生成的道路场景描述和车辆动态行车描述以及每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述和连接段车辆动态行车描述，从真实路况元素数据集和车辆元素数据集中分别提取对应出路况元素和车辆元素，创建得到车辆道路仿真场景。

本实施例中的计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质，或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备，可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如SSD)等。

实施例4

本实施例公开了一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现实施例1所述的车辆道路仿真场景的构建方法，如下：

获取采集到的真实路况元素和车辆元素，构建真实路况元素数据集和车辆元素数据集；

根据采集到的真实路况元素构建路况元素约束集，根据采集到的车辆元素构建车辆元素约束集；

设定车辆道路仿真场景时间轴；

在每个时间片，随机生成满足路况元素约束集的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的车辆动态行车描述；

针对每相邻两个时间片的连接段，随机生成满足路况元素约束集的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；

根据每个时间片生成的道路场景描述和车辆动态行车描述以及每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述和连接段车辆动态行车描述，从真实路况元素数据集和车辆元素数据集中分别提取对应出路况元素和车辆元素，创建得到车辆道路仿真场景。

本实施例中，计算设备可以是终端设备，如计算机、平板设备、个人数字助理等；还可以是网络设备，包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算的由大量计算机或网络服务器构成的云，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机组成的一个超级虚拟计算机。如图4所示，本实施例提供的计算设备50可以包括：存储器501、处理器502和总线503。其中，总线503用于实现各元件之间的连接。

存储器501中存储有计算机程序，计算机程序被处理器502执行时可以实现上述实施例1提供的车辆道路仿真场景的构建方法。

其中，存储器501和处理器502之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可以通过一条或者多条通信总线或信号线实现电性连接，如可以通过总线503连接。存储器501中存储有实现车辆道路仿真场景的构建方法的计算机程序，包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器501中的软件功能模块，处理器502通过运行存储在存储器501内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。

可以理解，图4的结构仅为示意，还可以包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的配置。图4中所示的各组件可以采用硬件和/或软件实现。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车辆道路仿真场景的构建方法，其特征在于，步骤如下：

获取采集到的真实路况元素和车辆元素，构建真实路况元素数据集和车辆元素数据集；

根据采集到的真实路况元素构建路况元素约束集，根据采集到的车辆元素构建车辆元素约束集；

设定车辆道路仿真场景时间轴；

在每个时间片，随机生成满足路况元素约束集的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的车辆动态行车描述；

针对每相邻两个时间片的连接段，随机生成满足路况元素约束集的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；

每个时间片内生成的道路场景描述以及针对每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述均包括道路描述、环境描述和天气描述；

每个时间片内生成的车辆动态行车描述以及针对每相邻两个时间片的连接段生成的连接段车辆动态行车描述均包括主车的行为描述和其他车辆的行为描述；

根据每个时间片生成的道路场景描述和车辆动态行车描述以及每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述和连接段车辆动态行车描述，从真实路况元素数据集和车辆元素数据集中分别提取对应出路况元素和车辆元素，创建得到车辆道路仿真场景。

2.根据权利要求1所述的车辆道路仿真场景的构建方法，其特征在于，所述真实路况元素包括道路元素、环境元素和天气元素；

所述车辆元素包括各种型号的机动车和非机动车数据。

3.根据权利要求2所述的车辆道路仿真场景的构建方法，其特征在于，所述道路元素包括车道线、车道标识和交通信号；

所述环境元素包括行人、障碍物和道路两旁树木及建筑；

所述天气元素包括晴、阴、雨、雪、日、夜、黄昏天气和时间段。

4.根据权利要求1所述的车辆道路仿真场景的构建方法，其特征在于，所述真实路况元素约束集包括道路元素约束集、环境元素约束集和天气元素约束集；

所述道路元素约束集中包括道路元素之间和/或道路元素的关联参数；

所述环境元素约束集中包括环境元素之间和/或环境元素的关联参数；

所述天气元素约束集中包括天气元素之间和/或环境元素的关联参数；

所述车辆元素约束集中包括车辆元素之间和/或车辆元素的关联参数。

5.根据权利要求4所述的车辆道路仿真场景的构建方法，其特征在于，所述道路元素约束集中包括如下参数：车道线位置、车道线距离、车道线类型、路面坡度、车道线颜色、弯道半径、道路限速、红绿灯位置、路口停止线和路口参考线；

所述环境元素约束集中包括如下参数：环境元素之间的距离以及环境元素的位置、高度、类型和颜色；

所述天气元素约束集中包括如下参数：光照角度、光照强度、物体阴影和路面反光。

6.根据权利要求1所述的车辆道路仿真场景的构建方法，其特征在于，所述道路描述包括路面描述和交通信号灯描述；

所述路面描述包括路面宽度、车道数量和类型、路面类型、有无人行道、有无专用车道和有无单行道；

所述交通信号灯描述包括有无红绿灯、有无左转灯、有无右转灯、有无直行灯、有无掉头灯以及灯色的变化情况；

所述环境描述包括栅栏、路灯、花坛、路阶、草坪、不同形状和高度的树木及建筑；

所述天气描述包括晴、阴、雨、雪、日、夜、黄昏天气和时间段；

主车的行为描述以及其他车辆的行为描述均包括类型描述和行为描述；类型描述包括小车、货车、公交车、自行车、摩托车和电动车；行为描述包括车辆静止、直行、左转、右转、掉头、超车、会车、躲避和换道。

7.一种车辆道路仿真场景的构建装置，其特征在于，包括：

数据集构建模块，用于获取采集到的真实路况元素和车辆元素，构建真实路况元素数据集和车辆元素数据集；

约束集构建模块，根据采集到的真实路况元素构建路况元素约束集，根据采集到的车辆元素构建车辆元素约束集；

时间轴设定模块，用于设定车辆道路仿真场景时间轴；

第一生成模块，用于在每个时间片，随机生成满足路况元素约束集的道路场景描述以及满足车辆元素约束集的车辆动态行车描述；

第二生成模块，用于针对每相邻两个时间片的连接段，随机生成满足路况元素约束集的连接段道路场景描述以及满足车辆元素约束集的连接段车辆动态行车描述；

每个时间片内生成的道路场景描述以及针对每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述均包括道路描述、环境描述和天气描述；

每个时间片内生成的车辆动态行车描述以及针对每相邻两个时间片的连接段生成的连接段车辆动态行车描述均包括主车的行为描述和其他车辆的行为描述；

仿真场景创建模块，用于根据每个时间片生成的道路场景描述和车辆动态行车描述以及每相邻两个时间片的连接段生成的连接段道路场景描述和连接段车辆动态行车描述，从真实路况元素数据集和车辆元素数据集中分别提取出路况元素和车辆元素，创建得到车辆道路仿真场景。

8.一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现权利要求1至6中任一项所述的车辆道路仿真场景的构建方法。

9.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求1至6中任一项所述的车辆道路仿真场景的构建方法。

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