CN111781855A - 一种交通在环自动驾驶仿真系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交通在环自动驾驶仿真系统，可以根据车联网技术，采集传输的真实道路及交通数据，并据此构建第一仿真交通场景，以保证第一仿真交通场景的真实性。在此基础上，构建虚拟被测车辆及其状态数据并融入第一仿真交通场景中得到虚拟交通场景，并据此控制虚拟被测车辆自动驾驶以及及时更新虚拟交通场景，以完成虚拟交通场景与虚拟被测车辆的交互式仿真。能够保证仿真测试中仿真结果的真实性和准确性。

Description

一种交通在环自动驾驶仿真系统

技术领域

本申请涉及车联网技术领域，尤其涉及一种交通在环自动驾驶仿真系统。

背景技术

自动驾驶系统的验证与测试，是自动驾驶技术研发中的重要环节之一。目前自动驾驶系统常用测试方法主要分为两类，即实车测试与仿真测试。

实车测试，即使用真实车辆部署自动驾驶系统，在真实道路上(封闭道路或开放道路)进行测试。这种方法使用真实车辆，占用真实道路，所以测试成本较高，且具备一定的测试风险(交通事故)，同时测试数据积累速度较慢。

另一种方法是仿真测试，即在计算机系统中，通过数字方法重建自动驾驶所需的车辆、道路与交通场景，通过计算机的计算，模拟出自动驾驶测试过程。这种方法由于无需真实车辆与道路，所以测试成本低，没有测试风险，且可以快速积累测试数据。目前大多数自动驾驶研发企业和高校，都采用仿真测试的方法对研发的自动驾驶系统进行测试。

自动驾驶仿真测试方法的一个核心问题，是如何在仿真系统中构建仿真交通场景。虚拟交通场景的交互性、真实性、覆盖率，直接影响自动驾驶仿真测试的效果。

目前，仿真交通场景一般在仿真系统中模拟构建虚拟交通数据，作为自动驾驶系统的输入数据，对自动驾驶进行测试。因为虚拟交通数据是在仿真运行过程中现场生成，而非提前录制的数据，所以自动驾驶系统的行为会对虚拟交通数据产生影响与交互，从而形成闭环仿真。如果直接使用预先录制的交通数据，由于数据录制过程中仿真车辆并不存在，所以无法在仿真过程中实现仿真车辆与交通场景见的交互。然而按照一定规律模拟构建出的虚拟交通数据往往与真实的交通数据有所差别，虚拟交通数据的真实性一般低于真实交通数据。

因此，目前存在的技术问题是：在构建自动驾驶的仿真测试场景时缺乏真实性的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种交通在环自动驾驶仿真系统，以解决或者部分解决在构建自动驾驶的仿真测试场景时缺乏真实性的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种交通在环自动驾驶仿真系统，所述系统包括：

状态采集子系统，用于获取真实交通环境中真实交通元素的状态数据；

路侧计算子系统，和所述状态采集子系统连接，用于根据所述真实交通元素的状态数据构建真实交通场景；

仿真服务子系统，和所述路侧计算子系统连接，用于根据所述真实交通场景构建第一仿真交通场景，并在所述第一仿真交通场景中融合构建的虚拟被测车辆及其状态数据，得到虚拟交通场景；

被测子系统，和所述仿真服务子系统连接，用于根据所述虚拟交通场景和自动驾驶算法确定针对所述虚拟被测车辆的自动驾驶指令，并将所述驾驶控制指令回传给所述仿真服务子系统；

所述仿真服务子系统，还用于根据所述自动驾驶指令控制驾驶所述虚拟被测车辆，以及更新所述虚拟交通场景。

优选的，所述真实交通元素包括联网真实车辆和非联网真实障碍物。

优选的，所述路侧计算子系统，具体包括：

目标识别模块，用于接收所述非联网真实障碍物的状态数据进行识别，得到识别后的状态数据；

目标融合模块，用于根据所述联网真实车辆的状态数据和所述识别后的状态数据进行融合，生成所述真实交通场景。

优选的，所述仿真服务子系统，具体包括：

地图服务模块，用于提供所述真实交通环境所在地图数据；

场景构建子模块，用于接收所述真实交通场景和所述真实交通环境所在地图数据，构建所述第一仿真交通场景；

车辆动力学模块，用于在所述第一仿真交通场景中构建所述虚拟被测车辆及其状态数据；

仿真服务内核，用于在所述第一仿真交通场景中融合所述虚拟被测车辆及其状态数据，得到所述虚拟交通场景；以及根据所述自动驾驶指令控制驾驶所述虚拟被测车辆，以及更新所述虚拟交通场景。

优选的，所述仿真服务子系统，具体还用于：

对于所述真实交通元素中的联网真实车辆，根据所述联网真实车辆的状态数据直接构建所述第一仿真交通场景；

对于所述真实交通元素中非联网真实障碍物，对所述非联网真实障碍物实施行为逻辑推演，得到推演行为；检查所述非联网真实障碍物在所述真实交通环境中的真实行为是否和所述推演行为一致；若不一致，则将所述推演行为加入所述第一仿真交通场景中，或者将所述分歧点前的所述真实行为和所述分歧点之后的所述推演行合并加入所述第一仿真交通场景中。

优选的，所述仿真服务子系统，还用于在根据所述自动驾驶指令控制驾驶所述虚拟被测车辆，以及更新所述虚拟交通场景之后，将所述虚拟被测车辆的状态数据和更新后的所述虚拟交通场景回传给所述路侧计算子系统；

所述路侧计算子系统，还用于根据所述虚拟被测车辆的状态数据和更新后的所述虚拟交通场景进行融合，得到第二仿真交通场景传输给所述联网真实车辆，以使所述联网真实车辆调整驾驶策略。

优选的，所述状态采集子系统具体包括：车载通讯子系统和路侧感知子系统；

所述车载通讯子系统，安装在所述联网真实车辆中，用于获取所述联网真实车辆的状态数据；

所述路侧感知子系统，用于获取所述非联网真实障碍物的状态数据。

优选的，所述路侧感知子系统，还用于获取所述联网真实车辆的状态数据。

优选的，所述系统还包括：路侧通讯子系统和数据收发子系统；其中，所述路侧计算子系统分别通过所述路侧通讯子系统和所述数据收发子系统与所述仿真服务子系统连接；

所述路侧通讯子系统，用于将所述真实交通场景发送给所述数据收发子系统；

所述数据收发子系统，用于将所述真实交通场景转发给所述仿真服务子系统。

优选的，所述路侧计算子系统通过所述路侧通讯子系统和所述车载通讯子系统连接；

所述路侧通讯子系统，用于从所述路侧计算子系统中接收所述真实交通场景，并将所述真实交通场景传输给所述联网真实车辆的所述车载通讯子系统，以供所述联网真实车辆调整驾驶策略。

优选的，所述数据收发子系统和所述路侧通讯子系统，用于所述虚拟被测车辆的状态数据和更新后的所述虚拟交通场景传输给所述路侧计算子系统；

所述路侧通讯子系统和所述车载通讯子系统，用于将所述第二仿真交通场景传输给所述联网真实车辆，以使所述联网真实车辆调整驾驶策略。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种交通在环自动驾驶仿真系统，其可以根据车联网技术，采集传输的真实道路及交通数据，并据此构建第一仿真交通场景，以保证第一仿真交通场景的真实性。在此基础上，构建虚拟被测车辆及其状态数据并融入第一仿真交通场景中得到虚拟交通场景，并进一步根据虚拟交通场景和自动驾驶算法确定针对虚拟被测车辆的自动驾驶指令，并据此自动驾驶指令来控制虚拟被测车辆以及更新虚拟交通场景，以完成虚拟交通场景与虚拟被测车辆的交互式仿真。可见，本系统在保证第一仿真交通场景的真实可靠的基础上，可以将构建的虚拟被测车辆融入其中，并据此控制虚拟被测车辆自动驾驶以及及时更新虚拟交通场景，能够保证仿真测试中仿真结果的真实性和准确性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1-图2示出了根据本发明实施例的一种交通在环自动驾驶仿真系统的结构示意图；

图3-图4示出了根据本发明实施例的虚拟车辆和真实车辆的交互示意图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

在本发明的一个或者多个实施例中，公开了一种交通在环自动驾驶仿真系统，该系统可以根据车联网技术，采集传输的真实道路及交通数据，并据此构建第一仿真交通场景，以保证第一仿真交通场景的真实性。在此基础上，构建虚拟被测车辆及其状态数据并融入第一仿真交通场景中得到虚拟交通场景，并进一步根据虚拟交通场景和自动驾驶算法确定针对虚拟被测车辆的自动驾驶指令，并据此自动驾驶指令来控制虚拟被测车辆以及更新虚拟交通场景，以完成虚拟交通场景与虚拟被测车辆的交互式仿真。可见，本系统在保证第一仿真交通场景的真实可靠的基础上，可以将构建的虚拟被测车辆融入其中，并据此控制虚拟被测车辆自动驾驶以及及时更新虚拟交通场景，能够保证仿真测试中仿真结果的真实性和准确性。

参见图1-图2，是该系统的结构示意图，包括：状态采集子系统(车载通讯子系统100、路侧感知子系统101)、路侧计算子系统102、路侧通讯子系统103、数据收发子系统104、仿真服务子系统105、被测子系统106。

其中，状态采集子系统、路侧计算子系统102、仿真服务子系统105、被测子系统106依次连接。更为具体的，由于状态采集子系统包括车载通讯子系统100和路侧感知子系统101，故两者分别和路侧计算子系统102连接。而路侧计算子系统102分别通过路侧通讯子系统103和数据收发子系统104与仿真服务子系统105连接。值得注意的是，路侧计算子系统102通过路侧通讯子系统103和车载通讯子系统100连接。

下面分别介绍各个子系统的功能及其相互作用。

状态采集子系统，用于获取真实交通环境中真实交通元素的状态数据。

其中，真实交通元素可以包括车辆、行人、自动车、电瓶车等等。具体的，真实交通元素可根据联网或者非联网分成两类：一类是联网真实车辆，包括联网自动驾驶车辆和联网非自动驾驶车辆。一类是非联网真实障碍物，例如非联网车辆(非联网非自动驾驶车辆、自行车、电瓶车等)、行人等等。

在具体的实施过程中，状态采集子系统具体包括：车载通讯子系统100和路侧感知子系统101，两者都用于采集数据。

车载通讯子系统100，安装在在真实交通场景中行驶的联网真实车辆中，由市场常见的车载V2X模块即可实现。其用于获取真实交通元素中的联网真实车辆的状态数据，例如位置、运行状态、速度、朝向等等。如果安装车载通讯子系统100的联网真实车辆是自动驾驶汽车，则该子系统还可通过路侧通讯子系统103接收真实交通场景中的其他障碍物数据，并据此调整驾驶策略。

路侧感知子系统101，用于获取真实交通元素中的非联网真实障碍物的状态数据。当然，此外其还用于获取所述联网真实车辆的状态数据。也就是说，所有真实交通元素都会被路侧感知子系统101识别到。

具体的，该子系统通过路侧感知传感器，独立探测道路上的静止和移动障碍物的状态数据，并将其发送给路侧计算子系统102。路侧感知传感器包括但不限于：激光雷达、毫米波雷达、摄像头、超声波雷达等。安装位置包括但不限于：灯杆、门架、支架、建筑物等。感知探测目标包括但不限于：车辆、行人、自动车、电瓶车等；感知探测信息包括但不限于：目标的位置、朝向、速度等。同一段道路或路口，可以装配多个路侧感知传感器，或多个路侧感知子系统101。

两者采集的数据都会传给路侧计算子系统102。

路侧计算子系统102，用于根据真实交通元素的状态数据构建真实交通场景。

具体的，路侧计算子系统102具体包括目标识别模块201和目标融合模块202。其中，路侧感知子系统101可将非联网真实障碍物的状态数据传输给目标识别模块201。而车载通讯子系统100可通过路侧通讯子系统103将联网真实车辆的状态数据传输给目标融合模块202。

目标识别模块201，用于接收路侧感知子系统101发送的非联网真实障碍物的状态数据进行识别，例如对非网联无自动驾驶车辆、以及行人等其他交通元素的位置速度信息进行目标识别与特征提取等等，以得到识别后的状态数据；

目标融合模块202，用于根据联网真实车辆的状态数据和识别后的状态数据进行融合，生成真实交通场景。

在具体的实施过程中，联网真实车辆的状态数据会被车载通讯子系统100通过路侧通讯子系统103传输给目标融合模块202，同时其通过路侧感知子系统101被动检测到并传输给目标识别模块201进行识别，然后再传输给目标融合模块202，由目标融合模块202将两路传输的联网真实车辆的状态数据进行融合。

真实交通场景信息包括目标道路上的车辆、行人、及其他交通元素的位置、大小、类别、速度、所在车道等，以及路口中交通灯的状态等等。

进一步的，路侧计算子系统102可通过路侧通讯子系统103将真实交通场景发送给装配有车载通讯子系统100的联网真实车辆，供联网真实车辆调整驾驶策略，以及将真实交通场景发送给数据收发子系统104，并由其转发给仿真服务子系统105进行处理。

作为一种可选的实施例，系统还包括：路侧通讯子系统103和数据收发子系统104。两者都用于传输数据。

具体的，路侧通讯子系统103用于将真实交通场景发送给数据收发子系统104。此外，路侧通讯子系统103，用于从路侧计算子系统102中接收真实交通场景，并将真实交通场景传输给联网真实车辆的车载通讯子系统100，以供联网真实车辆调整驾驶策略。可见，本实施例中的路侧通讯子系统103，还可以在路侧计算子系统102融合其他障碍物的状态信息得到真实交通场景之后，将该真实交通场景通过路侧通讯子系统103传输到车载通讯子系统100中，使联网真实车辆融合自身的状态数据和真实交通场景得到驾驶策略，以提高驾驶策略的准确性和行车安全性。其完成路侧计算子系统102、车载通讯子系统100及数据收发子系统104的数据传输，不同通讯目标之间可以使用不同的通讯方式。其数据传输方式包括但不限于：无线电、2G/3G/4G/5G手机信号、局域网、Wifi、有线网、光纤网络等。

数据收发子系统104，用于将真实交通场景转发给仿真服务子系统105。具体的，其通过路侧通讯子系统103接和路侧计算子系统102，接收该段道路的真实交通数据。在需要时，将接收到的真实交通数据提供给仿真服务子系统105。并且，在需要时，将仿真服务子系统105的仿真结果，发送給路侧计算子系统102。

仿真服务子系统105，用于根据真实交通场景构建第一仿真交通场景，并在第一仿真交通场景中融合构建的虚拟被测车辆及其状态数据，得到虚拟交通场景。此外，其还用于根据自动驾驶指令控制驾驶虚拟被测车辆，以及更新虚拟交通场景。具体的，其主要作用是为被测子系统106构建仿真测试环境，根据数据收发子系统104提供的真实交通场景，在仿真环境中构建与之对应的第一仿真交通场景，以保证第一仿真交通场景的真实性。在此基础上，在第一仿真交通场景中构建虚拟被测车辆与被测子系统106完成交互式仿真，可见本系统在保证第一仿真交通场景的真实可靠的基础上，可以将构建的虚拟被测车辆融入其中，并据此控制虚拟被测车辆自动驾驶以及及时更新虚拟交通场景，能够保证仿真测试中仿真结果的真实性和准确性。

而在具体的实施过程中，仿真服务子系统105，具体包括：地图服务模块203，用于提供真实交通环境所在地图数据。场景构建子模块204，用于接收真实交通场景和真实交通环境所在地图数据，构建第一仿真交通场景。车辆动力学模块205，用于在第一仿真交通场景中构建虚拟被测车辆及其状态数据，并对其运动学与动力学特征进行描述。仿真服务内核206，用于在第一仿真交通场景中融合虚拟被测车辆及其状态数据，得到虚拟交通场景；以及根据自动驾驶指令控制驾驶虚拟被测车辆，以及在虚拟被测车辆行驶的过程中，其对应的虚拟交通场景也是变换的，故而在控制驾驶虚拟被测车辆的基础上，会更新虚拟交通场景，完成虚拟交通场景与虚拟被测车辆的交互式仿真。

进一步的，由于真实交通元素中分为两类，一类是联网真实车辆，一类是非联网真实障碍物。而仿真服务子系统105中的仿真服务内核206需根据路侧系统传输的真实交通场景与虚拟被测车辆数据，构建用于仿真测试的虚拟交通场景。真实交通场景中包含具备网联功能的联网真实车辆，可以对虚拟被测车辆做出交互；同时也包含不具备网联功能的非联网真实障碍物，无法接受虚拟交通数据，也无法与虚拟元素进行交互。场景构建子模块204在构建虚拟交通场景时，需要分别对这两类真实交通元素进行处理。

故，仿真服务子系统105，具体还用于：对于真实交通元素中的联网真实车辆，根据联网真实车辆的状态数据直接构建第一仿真交通场景。具体的，由于其可以接受虚拟车辆信息，并可以与虚拟车辆产生交互的交通元素，故其信息被直接加入第一仿真交通场景中。

对于真实交通元素中非联网真实障碍物，对非联网真实障碍物实施行为逻辑推演，得到推演行为；检查非联网真实障碍物在真实交通环境中的真实行为是否和推演行为一致；若不一致，则将推演行为加入第一仿真交通场景中，或者将分歧点前的真实行为和分歧点之后的推演行合并加入第一仿真交通场景中。对于无法接受虚拟车辆信息，无法与虚拟车辆进行交互的非联网真实障碍物，为了降低其对于虚拟被测车辆的影响，提高测试的准确性和真实性，需根据内建规则对其行为进行逻辑推演，并检查真实场景中该元素的真实行为与逻辑推演出的推演行为是否一致，如果不一致，则记录分歧点。该元素在分歧点之后的行为，则采用逻辑推演得到的推演行为，加入第一仿真交通场景中。或者可以直接将推演行为加入第一仿真交通场景中。分歧点信息包括分析发生的时间点，分析发生时该交通元素所在位置、速度等信息。

被测子系统106，用于根据虚拟交通场景和自动驾驶算法确定针对虚拟被测车辆的自动驾驶指令，并将驾驶控制指令回传给仿真服务子系统105，以使仿真服务子系统105根据自动驾驶指令控制驾驶虚拟被测车辆，以及更新虚拟交通场景，完成虚拟交通场景与虚拟被测车辆的交互式仿真。

具体的，被测子系统106中含有自动驾驶相关的算法。仿真服务子系统105为被测子系统106提供必要的输入数据(虚拟交通场景，其中具有虚拟被测车辆和第一仿真交通场景)，被测子系统106对其进行处理，给出针对虚拟被测车辆的自动驾驶指令，驱动/驾驶仿真服务子系统105中的虚拟被测车辆完成驾驶。

以上是本系统中基于真实交通场景构建虚拟交通场景时各子系统的功能及其相互作用。

综合来说，真实交通场景中的网联自动驾驶车辆与网联非自动驾驶车辆(图2中驾驶位有圆点标记，表示车中有驾驶员驾驶车辆)，其位置速度等状态数据可由车载通讯子系统100直接发送给路侧通讯子系统103，达到路侧计算子系统102的目标融合模块202。带有普通车辆(无网联，无自动驾驶)、以及行人等其他交通元素的位置速度等状态数据，由路侧感知子系统101进行采集，经过路侧计算子系统102中的目标识别模块201进行目标识别与特征提取。而后，由路侧感知子系统101采集的状态数据与车辆通讯子系统获得的状态数据，在路侧计算子系统102中的目标融合模块202进行第一次场景融合，生成真实交通场景。

在真实交通场景中，包括目标道路上的车辆、行人、及其他交通元素的位置、大小、类别、速度、所在车道等，以及路口中交通灯的状态。

融合后的真实交通场景依次通过路侧通讯子系统103、数据收发子系统104，传输到仿真服务子系统105的场景构建子模块204。场景构建子模块204根据地图服务模块203提供的该路段的高精地图数据，以及通过路侧计算子系统102融合的真实交通场景，在仿真服务子系统105中重构与真实交通场景相对应的第一仿真交通场景。车辆动力学模块205在第一仿真交通场景中构建虚拟被测车辆，并对其运动学与动力学特征进行描述。

第一仿真交通场景信息、虚拟被测车辆及其状态信息，通过仿真服务内核206组织到同一虚拟交通场景中，并将虚拟交通场景信息发送给被测子系统106。被测子系统106获取虚拟交通场景信息后，运行其内部的待测试自动驾驶算法，得出针对虚拟被测车辆的控制信号，并将控制信号发送回仿真服务内核206。仿真服务内核206接收到控制信号后，更新虚拟被测车辆的驾驶状态，同时更新虚拟交通场景的状态，完成虚拟交通场景与虚拟被测车辆交互式仿真。

作为一种可选的实施例，虽然在仿真时，根据先前记录的真实交通场景来构建虚拟交通场景来完成仿真测试。然而，需考虑到真实交通场景是随时变化的，在仿真测试时，虚拟被测车辆的状态和虚拟交通场景也是实时变化的。真实交通场景和虚拟交通场景无法形成交互闭环。例如，在仿真中虚拟被测车辆的自动驾驶的行为无法影响真实交通状态。为了完成虚拟被测车辆和联网真实车辆在交通场景中的交互闭环，本实施例还会将虚拟被测车辆的状态数据和更新后的虚拟交通场景考虑其中，进而融入到真实交通场景中。

在具体的实施过程中，仿真服务子系统105，还用于在根据自动驾驶指令控制驾驶虚拟被测车辆，以及更新虚拟交通场景之后，将虚拟被测车辆的状态数据和更新后的虚拟交通场景回传给路侧计算子系统102。进一步的，在进行数据传输时，数据收发子系统104和路侧通讯子系统103，用于虚拟被测车辆的状态数据和更新后的虚拟交通场景传输给路侧计算子系统102。路侧计算子系统102，还用于根据虚拟被测车辆的状态数据和更新后的虚拟交通场景进行融合，得到第二仿真交通场景传输给联网真实车辆，以使联网真实车辆调整驾驶策略。进一步的，在进行数据传输时，路侧通讯子系统103和车载通讯子系统100，用于将第二仿真交通场景传输给联网真实车辆，以使联网真实车辆调整驾驶策略。

具体的，在仿真服务子系统105的仿真服务内核206完成虚拟被测车辆及虚拟交通场景的更新后。虚拟交通场景中的状态信息(包括虚拟被测车辆的状态信息以及虚拟交通场景中的其他信息)由场景构建子模块204，通过数据收发子系统104、路侧通讯子系统103，发送给路侧计算子系统102的目标融合模块202。目标融合模块202将真实交通场景与虚拟交通场景进行融合，在真实道路交通场景中加入虚拟被测车辆信息，当然，真实交通场景和虚拟交通场景中相同的数据就被融合了，进而得到第二仿真交通场景。经过二次融合得到的第二仿真交通场景，通过路侧通讯子模块、车载通讯子模块，发送给具有网联功能的真实车辆。

具备网联功能的真实车辆收到的第二仿真交通场景中，包含由仿真服务子系统105生成的虚拟被测车辆信息。具备自动驾驶功能的网联汽车，则会根据真实及虚拟车辆信息，调整自身的驾驶策略，实现真实交通元素与虚拟被测车辆的驾驶交互，进而实现虚拟交通场景与真实交通场景的交互与数据闭环。而对于不具备自动驾驶功能的网联汽车，则根据所收到的场景信息，生成虚拟的障碍物提示与碰撞预警，提示司机进行减速或避让。

请参看图3，是本实施例联网真实车辆和虚拟被测车辆的交互示意图。

真实场景中存在具备网联功能的真实车辆A，经过第一信息通路，在虚拟场景中生成映射车辆A’。其中，第一信息通路用于将真实交通场景中的真实交通元素映射为虚拟交通场景中对应的虚拟交通元素，第一信息通路是依次由车载通讯子系统100(或路侧感知子系统101)、路侧通讯子系统103、路侧计算子系统102、仿真服务子系统105构建得到的信息通路。当然，路侧计算子系统102在传输信息给仿真服务子系统105时，可依次通过路侧通讯子系统103、数据收发子系统104进行信息传输。

虚拟场景中构建虚拟车辆B用于自动驾驶仿真测试，经过第二信息通路，在真实场景中生成映射车辆B’。其中，第二信息通路用于将生成的第二仿真交通场景中的虚拟交通元素映射到真实交通场景中，以使联网真实车辆结合虚拟交通元素调整驾驶策略。第二信息通路是依次由仿真服务子系统105、路侧计算子系统102、路侧通讯子系统103、车载通讯子系统100构建的信息通路。当然，仿真服务子系统105在传输信息给路侧计算子系统102时，可依次通过数据收发子系统104、路侧通讯子系统103进行信息传输。

由于车辆A具备网联功能，所以可以通过车载通讯子系统100获知映射车辆B’的存在。当仿真中的虚拟车辆B开始刹车时，真实场景中的映射车辆B’，也开始刹车。在车辆B’后方行驶的真实车辆A获知B’刹车后，为保持安全行车距离，A也开始刹车。进而，真实车辆A在虚拟场景中的映射车辆A’，也开始刹车。本发明提出的车联网交通在环仿真系统，通过以上机制，对于真实场景中的具备网联功能的车辆，实现了虚拟场景中的虚拟车辆与真实场景中的联网真实车辆的实时交互。

而对于不具备网联功能的交通元素，则无法收到二次融合的场景信息，也无法与虚拟仿真车辆产生交互。因此在真实场景中无法与虚拟仿真车辆产生交互的交通元素，在构建仿真交通场景时，需在场景构建子模块204通过软件算法进行捕捉与模拟。具体的，对于无法接受虚拟车辆信息，无法与虚拟车辆进行交互的非联网真实障碍物，为了克服离线数据(非联网真实障碍物)无法进行交互仿真的缺陷，提高测试的准确性和真实性。需根据内建规则对其行为进行逻辑推演，并检查真实场景中该元素的真实行为与逻辑推演出的推演行为是否一致，如果不一致，则记录分歧点。该元素在分歧点之后的行为，则采用逻辑推演得到的推演行为，加入第一仿真交通场景中。或者可以直接将推演行为加入第一仿真交通场景中。分歧点信息包括分析发生的时间点，分析发生时该交通元素所在位置、速度等信息。

参看图4，是本实施例非联网真实车辆和虚拟被测车辆的交互示意图

真实场景中存在不具备网联功能的真实车辆C，经过第一信息通路，在虚拟场景中生成映射车辆C’。虚拟场景中构建虚拟车辆B用于自动驾驶仿真测试，经过第二信息通路，在真实场景中生成映射车辆B’。由于车辆C不具备网联功能，所以无法通过车载通讯子系统100获知映射车辆B’的存在。当仿真中的虚拟车辆B开始刹车时，真实场景中的映射车辆B’，也开始刹车。而在车辆B’后方行驶的真实车辆C无法获知B’的存在及B’的行为，所以C保持正常行驶，而存在与B’发生碰撞的可能(但B’为虚拟映射车辆，真实碰撞不会发生)。虚拟场景构建模块经过逻辑推演，判断如果映射车辆C’不刹车，则在虚拟场景中，C’与B将会发生碰撞。进而，真实场景与推演逻辑产生分歧，该分歧被虚拟场景构建模记录，并据此推演C’在虚拟场景中的后续行为。在本示例中，映射车辆C’开始刹车以避免与B发生碰撞。本发明提出的车联网交通在环仿真系统，对于不具备网联功能的车辆，其行为在与内部逻辑推演结果一致时，直接参与虚拟场景的构建；当其行为在与内部逻辑推演结果出现分歧时，从分歧发生时刻开始，采用逻辑推演结果进行虚拟场景构建，以使用逻辑推演代替真实车辆数据与虚拟被测车辆进行交互。通过以上机制，极大限度的保留了虚拟场景构建时的真实性，同时也避免真实场景与虚拟场景的推演逻辑产生分歧，克服了非联网真实障碍物无法进行交互仿真的缺陷，提高了测试的准确性和真实性。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种交通在环自动驾驶仿真系统，其可以根据车联网技术，采集传输的真实道路及交通数据，并据此构建第一仿真交通场景，以保证第一仿真交通场景的真实性。在此基础上，构建虚拟被测车辆及其状态数据并融入第一仿真交通场景中得到虚拟交通场景，并进一步根据虚拟交通场景和自动驾驶算法确定针对虚拟被测车辆的自动驾驶指令，并据此自动驾驶指令来控制虚拟被测车辆以及更新虚拟交通场景，以完成虚拟交通场景与虚拟被测车辆的交互式仿真。可见，本系统在保证第一仿真交通场景的真实可靠的基础上，可以将构建的虚拟被测车辆融入其中，并据此控制虚拟被测车辆自动驾驶以及及时更新虚拟交通场景，能够保证仿真测试中仿真结果的真实性和准确性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种交通在环自动驾驶仿真系统，其特征在于，所述系统包括：

状态采集子系统，用于获取真实交通环境中真实交通元素的状态数据；

路侧计算子系统，和所述状态采集子系统连接，用于根据所述真实交通元素的状态数据构建真实交通场景；

仿真服务子系统，和所述路侧计算子系统连接，用于根据所述真实交通场景构建第一仿真交通场景，并在所述第一仿真交通场景中融合构建的虚拟被测车辆及其状态数据，得到虚拟交通场景；

被测子系统，和所述仿真服务子系统连接，用于根据所述虚拟交通场景和自动驾驶算法确定针对所述虚拟被测车辆的自动驾驶指令，并将所述驾驶控制指令回传给所述仿真服务子系统；

所述仿真服务子系统，还用于根据所述自动驾驶指令控制驾驶所述虚拟被测车辆，以及更新所述虚拟交通场景。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述真实交通元素包括联网真实车辆和非联网真实障碍物。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述路侧计算子系统，具体包括：

目标识别模块，用于接收所述非联网真实障碍物的状态数据进行识别，得到识别后的状态数据；

目标融合模块，用于根据所述联网真实车辆的状态数据和所述识别后的状态数据进行融合，生成所述真实交通场景。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述仿真服务子系统，具体包括：

地图服务模块，用于提供所述真实交通环境所在地图数据；

场景构建子模块，用于接收所述真实交通场景和所述真实交通环境所在地图数据，构建所述第一仿真交通场景；

车辆动力学模块，用于在所述第一仿真交通场景中构建所述虚拟被测车辆及其状态数据；

仿真服务内核，用于在所述第一仿真交通场景中融合所述虚拟被测车辆及其状态数据，得到所述虚拟交通场景；根据所述自动驾驶指令控制驾驶所述虚拟被测车辆，以及更新所述虚拟交通场景。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述仿真服务子系统，具体还用于：

对于所述真实交通元素中的联网真实车辆，根据所述联网真实车辆的状态数据直接构建所述第一仿真交通场景；

对于所述真实交通元素中非联网真实障碍物，对所述非联网真实障碍物实施行为逻辑推演，得到推演行为；检查所述非联网真实障碍物在所述真实交通环境中的真实行为是否和所述推演行为一致；若不一致，则将所述推演行为加入所述第一仿真交通场景中，或者将所述分歧点前的所述真实行为和所述分歧点之后的所述推演行合并加入所述第一仿真交通场景中。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述仿真服务子系统，还用于在根据所述自动驾驶指令控制驾驶所述虚拟被测车辆，以及更新所述虚拟交通场景之后，将所述虚拟被测车辆的状态数据和更新后的所述虚拟交通场景回传给所述路侧计算子系统；

所述路侧计算子系统，还用于根据所述虚拟被测车辆的状态数据和更新后的所述虚拟交通场景进行融合，得到第二仿真交通场景传输给所述联网真实车辆，以使所述联网真实车辆调整驾驶策略。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述状态采集子系统具体包括：车载通讯子系统和路侧感知子系统；

所述车载通讯子系统，安装在所述联网真实车辆中，用于获取所述联网真实车辆的状态数据；

所述路侧感知子系统，用于获取所述非联网真实障碍物的状态数据。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述路侧感知子系统，还用于获取所述联网真实车辆的状态数据。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：路侧通讯子系统和数据收发子系统；其中，所述路侧计算子系统分别通过所述路侧通讯子系统和所述数据收发子系统与所述仿真服务子系统连接；

所述路侧通讯子系统，用于将所述真实交通场景发送给所述数据收发子系统；

所述数据收发子系统，用于将所述真实交通场景转发给所述仿真服务子系统。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数据收发子系统和所述路侧通讯子系统，用于所述虚拟被测车辆的状态数据和更新后的所述虚拟交通场景传输给所述路侧计算子系统；

所述路侧通讯子系统和所述车载通讯子系统，用于将所述第二仿真交通场景传输给所述联网真实车辆，以使所述联网真实车辆调整驾驶策略。

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