CN117272699B - 数字路口的在线仿真方法、装置、存储介质和电子设备 - Google Patents

数字路口的在线仿真方法、装置、存储介质和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种数字路口的在线仿真方法、装置、存储介质和电子设备，包括：每隔tstep时间，从数字路口的数据环境中获取指定tstep时间内的信控数据和车辆数据，并进行暂存；在每次暂存数据对应的时间长度大于或等于tdelay时：对于暂存数据中最早tstep时间内出现的每个检测车辆，基于暂存数据中检测车辆的所有车辆数据组成的完整轨迹信息，控制仿真车辆在数字路口的仿真系统中最近tstep时间内的运动方式；基于暂存数据中最早tstep时间内的信控数据，控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态；从暂存数据中删除最早tstep时间内的信控数据和车辆数据。应用本申请，能够提高仿真的实时性和准确性。

Description

数字路口的在线仿真方法、装置、存储介质和电子设备
技术领域
本申请涉及智能交通控制技术，特别涉及数字路口的在线仿真方法、装置、存储介质和电子设备。
背景技术
随着交通控制技术和图像处理技术的不断进步，各类交通场景下的仿真系统得到了广泛的应用。
目前，有人提出构建数字路口的仿真系统，以仿真路口的信号控制状态和车辆在路口的行驶状态。现有的数字路口的仿真方法未明确实时仿真能够达到的延迟水平，使用统计的流量和速度、姿态等数据作为仿真车辆的交通需求输入，由此得到的仿真结果精度有限。
发明内容
本申请提供一种数字路口的在线仿真方法、装置、存储介质和电子设备，能够提高仿真的实时性和准确性。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
一种数字路口的在线仿真方法，包括：
每隔tstep时间，从数字路口的数据环境中获取指定tstep时间内的信控数据和车辆数据，并进行暂存；其中，所述指定tstep时间为上次进行数据获取并暂存后的tstep时间，所述信控数据包括信控灯态，所述车辆数据包括车辆在各采样时间点的位置；
在每次暂存数据对应的时间长度大于或等于tdelay时：
对于所述暂存数据中最早tstep时间内出现的每个检测车辆，基于所述暂存数据中所述检测车辆的所有车辆数据组成的完整轨迹信息，控制所述检测车辆对应的仿真车辆在所述数字路口的仿真系统中最近tstep时间内的运动方式；
基于所述暂存数据中所述最早tstep时间内的信控数据，控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态；
从所述暂存数据中删除所述最早tstep时间内的信控数据和车辆数据；
其中，所述tstep为数据接入时间间隔，所述tdelay为仿真延迟时间，tdelay>tstep。
较佳地，当所述仿真系统中未加载记录过所述检测车辆的信息时：
该方法进一步包括：将基于所述完整轨迹确定出的行驶路线、所述完整轨迹的起始点速度和起始点位置加载记录在所述仿真系统中；
所述控制所述仿真车辆在所述仿真系统中最近tstep时间内的运动方式，包括：
基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点位置，在所述仿真系统中控制加载所述仿真车辆的位置，并基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点速度和所述行驶路线，控制所述仿真车辆的运动方式。
较佳地，当所述仿真系统中已加载记录过所述检测车辆的信息时，所述控制所述仿真车辆在所述仿真系统中最近tstep时间内的运动方式，包括：
当所述完整轨迹中包括所述检测车辆在路口的进口道时，
基于所述检测车辆在所述完整轨迹中驶离所述进口道的位置，控制所述仿真车辆将要驶离的进口车道，并根据所述进口车道的转向更新加载记录的行驶路线；
基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点的位置及时间和驶离所述进口道的位置及时间，控制所述仿真车辆在所述路口进口道上的速度；
和/或，
当所述完整轨迹中包括所述检测车辆在路口的出口道时，
基于所述检测车辆在所述完整轨迹中驶入路口出口道的位置，控制所述仿真车辆将要驶入的出口道，并更新加载记录的所述行驶路线。
较佳地，当发生下述情况中的至少之一时，不执行所述加载记录操作，且不执行所述控制所述仿真车辆在所述仿真系统中最近tstep时间内的运动方式的处理：
所述完整轨迹的起始点不在进口道上；
所述完整轨迹的起始位置与进口道停车线的距离大于第一阈值或小于第二阈值；
所述完整轨迹的持续时间小于时间阈值；
所述完整轨迹的平均速度小于速度阈值；
与所述仿真系统中已加载记录过车辆信息的第二车辆的车头时距小于时距阈值。
较佳地，所述控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态，包括：
判断所述暂存数据中所述最早tstep时间内的信控数据与当前仿真控制的信控方案是否一致，若是，则按照当前仿真控制的信控方案，控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态；否则，按照所述暂存数据中所述最早tstep时间内的信控数据，控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态。
较佳地，基于车辆从驶离路口进口道到驶入路口出口道所需的时间，确定所述tdelay。
一种数字路口的在线仿真装置，包括：数据接入单元、暂存单元和仿真控制单元；
所述数据接入单元，用于每隔tstep时间，从数字路口的数据环境中获取指定tstep时间内的信控数据和车辆数据，并暂存到所述暂存单元中；其中，所述指定tstep时间为上次进行数据获取并暂存后的tstep时间，所述信控数据包括信控灯态，所述车辆数据包括车辆在各采样时间点的位置；
所述仿真控制单元，用于当所述暂存单元中的暂存数据对应的时间长度大于或等于tdelay时：对于所述暂存数据中最早tstep时间内出现的每个检测车辆，基于所述暂存数据中所述检测车辆的所有车辆数据组成的完整轨迹信息，控制所述检测车辆对应的仿真车辆在所述数字路口的仿真系统中最近tstep时间内的运动方式；基于所述暂存数据中所述最早tstep时间内的信控数据，控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态；从所述暂存数据中删除所述最早tstep时间内的信控数据和车辆数据；
其中，所述tstep为数据接入时间间隔，所述tdelay为仿真延迟时间，tdelay>tstep。
较佳地，在所述仿真控制单元中，若未加载记录过所述检测车辆的信息，则所述仿真控制单元，进一步用于将基于所述完整轨迹确定出的行驶路线、在所述完整轨迹的起始点速度和起始点位置加载记录在本单元中；
在所述仿真控制单元中，所述控制所述仿真车辆在所述仿真系统中最近tstep时间内的运动方式，包括：
基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点位置，在所述仿真系统中控制加载所述仿真车辆的位置，并基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点速度和所述行驶路线，控制所述仿真车辆的运动方式。
较佳地，在所述仿真控制单元中，若已加载记录过所述检测车辆的信息，则所述控制所述仿真车辆在所述仿真系统中最近tstep时间内的运动方式，包括：
当所述完整轨迹中包括所述检测车辆在路口的进口道时，
基于所述检测车辆在所述完整轨迹中驶离所述进口道的位置，控制所述仿真车辆将要驶离的进口车道，并根据所述进口车道的转向更新加载记录的所述行驶路线；
基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点的位置及时间和驶离所述路口进口道的位置及时间，控制所述仿真车辆在所述路口进口道上的速度；
和/或，
当所述完整轨迹中包括所述检测车辆在路口的出口道时，
基于所述检测车辆在所述完整轨迹中驶入路口出口道的位置，控制所述仿真车辆将要驶入的出口车道，并更新加载记录的所述行驶路线。
较佳地，在所述仿真控制单元中，当发生下述情况中的至少之一时，不执行所述加载记录操作，且不执行所述控制所述仿真车辆在所述仿真系统中最近tstep时间内的运动方式的处理：
所述完整轨迹的起始点不在进口道上；
所述完整轨迹的起始位置与进口道停车线的距离大于第一阈值或小于第二阈值；所述完整轨迹的持续时间小于时间阈值；
所述完整轨迹的平均速度小于速度阈值；
与所述仿真系统中已加载记录过车辆信息的第二车辆的车头时距小于时距阈值。
较佳地，在所述仿真控制单元中，所述控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态，包括：
判断所述暂存数据中所述最早tstep时间内的信控数据与当前仿真控制的信控方案是否一致，若是，则按照当前仿真控制的信控方案，控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态；否则，按照所述暂存数据中所述最早tstep时间内的信控数据，控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态。
较佳地，所述tdelay是基于车辆从驶离路口进口道到驶入路口出口道所需的时间确定的。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时可实现上述任一项所述的数字路口的在线仿真方法。
一种电子设备，该电子设备至少包括计算机可读存储介质，还包括处理器；
所述处理器，用于从所述计算机可读存储介质中读取可执行指令，并执行所述指令以实现上述任一项所述的数字路口的在线仿真方法。
由上述技术方案可见，本申请中，每隔tstep时间进行一次路口的数据接入，将tstep时间内数字路口的信控数据和车辆数据接入仿真系统进行暂存，供仿真系统基于这些数据进行仿真控制；随着接入数据的不断增加，暂存的数据得到累积；在每次当前暂存数据对应的时间长度大于或等于tdelay时，对当前暂存数据中最早tstep时间内出现的每个检测车辆，进行一次数据仿真，具体包括：利用当前暂存数据中检测车辆的所有车辆数据所组成的完整轨迹的信息，控制检测车辆对应的仿真车辆在仿真系统中最近tstep时间内的运动方式，利用当前暂存数据中最早tstep时间内的信控数据，控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态，并在完成本次数据仿真后从当前暂存数据中删除最早tstep时间内的信控数据和车辆数据，待下次暂存数据对应的时间长度大于或等于tdelay时，进行下一次数据仿真。经过上述处理，一方面将数据接入与数据仿真并行进行，以tdelay为延时时间、以tstep为步长进行数据接入和仿真控制，有效控制仿真延时和仿真步长，减少数据接入的耗时，降低数据接入和仿真控制中耗时操作的处理频率，提高了仿真的实时性；另一方面，进行步长tstep内的仿真控制时，不限于将步长tstep内的暂存数据作为仿真基础，而是以暂存的检测车辆的所有数据组成的完整轨迹信息为基础进行数据仿真控制，有效提高了仿真的准确性。
附图说明
图1为本申请中数字路口的在线仿真方法的基本流程示意图；
图2为本申请具体实施例中一次数据接入的流程示意图；
图3为本申请具体实施例中的仿真控制的流程示意图；
图4为本申请具体实施例中判断是否允许加载记录车辆信息的具体流程示意图；
图5为本申请中数字路口的在线仿真装置的基本结构示意图；
图6为本申请中电子设备的基本结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做进一步详细说明。
本申请中的数字路口在线仿真方法中，使用可计算的模型将现实世界中的物理实体在数字化空间中进行模拟，将真实世界中交通路口的道路设施、交通运行等状态实时映射至仿真模型中，采集目标交通路口的实时信号灯数据，控制仿真模型的路口信号灯的显示，并采集目标交通路口的车辆数据，控制仿真模型中仿真车辆的运行状态和位置等，采集和仿真控制的处理持续运行，并连续不断地输出仿真控制结果。这里的数字路口可以是3D的仿真模型，包括车辆、信号灯、马路、桥梁等。
图1为本申请中数字路口的在线仿真方法基本流程示意图。如图1所示，该方法包括：
步骤101，每隔tstep时间，从数字路口的数据环境中获取指定tstep时间内的信控数据和车辆数据，并进行暂存。
本步骤中，获取信控数据和车辆数据并进行暂存的操作，是每隔tstep时间进行一次的，也就是说，需要持续重复执行 “获取信控数据和车辆数据并进行暂存”的操作。
其中，指定tstep时间为上次进行数据接入后（也就是上次进行数据获取并暂存后）的tstep时间，车辆数据包括车辆在各采样时间点的位置，信控数据包括信控灯态。可见，tstep为数据接入的步长，根据后续处理可知，也是本申请中的单次数据仿真步长，即每隔tstep时间，进行一次仿真数据的更新。tstep可以根据实际需求和硬件性能进行预先设定，通常，若仿真精度要求越高则tstep越小，若硬件性能越差则tstep越大，反之亦然；也即tstep越大则实时性越好、仿真精度越差，tstep越小则实时性越差、仿真精度越好。一般地，tstep可以设置在1秒以内。
通过每隔tstep时间执行的一次数据获取和暂存的操作，能够不断将数字路口的车辆数据和信控数据接入到仿真系统中，为仿真车辆运行状态做准备。
步骤101的处理可以与步骤102-105的处理并行执行。
步骤102，判断暂存数据对应的时间长度是否大于或等于tdelay，若是，则执行步骤103，否则重新执行本步骤。
其中，暂存数据是指当前被暂存的数据，包括暂存的信控数据和暂存的车辆数据。在每次暂存数据对应的时间长度大于或等于tdelay时执行步骤103，即基于接入的数据进行仿真处理，可见，tdelay为仿真延时，即仿真系统的运行时间较数据时间慢tdelay。tdelay可以基于车辆从驶离路口进口道到驶入路口出口道所需的时间（该时间可以是预先对若干车辆的行驶状况进行统计得出的统计时间）进行设置，也就是涉及车辆在路口上行驶的完整时间。通常，路口越大则tdelay可以设置的越大，反之亦然，tdelay越大则实时性越差、仿真精度越好，tdelay越小则实时性越好、仿真精度越差。一般地，tdelay可以设置为秒级，tdelay>tstep。
步骤103，对于暂存数据中最早tstep时间内出现的每个检测车辆，基于暂存数据中检测车辆的所有车辆数据组成的完整轨迹的信息，控制检测车辆对应的仿真车辆在数字路口的仿真系统中最近tstep时间内的运动方式。
在每次进行的数据仿真处理中，对于暂存数据中最早tstep时间内出现的车辆进行处理；对于该时间段内未出现的车辆不做仿真处理。
在每次进行的数据仿真处理中，将需要对其进行仿真处理的车辆称为检测车辆。在每个检测车辆的处理中，利用在暂存数据中检测车辆的所有车辆数据，进行仿真处理，也就是说，检测车辆在步长为tstep的一次仿真处理中，不仅限于利用最早tstep时间内的车辆数据，而是利用该检测车辆从最早tstep时间开始接入的所有车辆数据，将这些车辆数据组成检测车辆的完整轨迹，基于此进行的仿真利用了更长时间和更完整的车辆数据，从车辆行驶的全局角度来协助确定步长tstep时间内仿真车辆的运动方式，能够有效提高仿真的准确性。
步骤104，基于暂存数据中最早tstep时间内的信控数据，控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态。
对于接入的信控数据（包括信控灯态），在每次仿真处理时，利用暂存的最早tstep时间内的信控数据，控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态。
步骤105，从暂存数据中删除最早tstep时间内的信控数据和车辆数据，返回步骤102。
在完成一次仿真步长的数据处理后，将已处理的最早tstep时间内的信控数据和车辆数据删除。通过步骤103-105的操作即完成一次仿真处理，返回步骤102，在下次暂存数据对应的时间长度达到或超过tdelay时，再进行下一次仿真处理。其中，步骤103和步骤104可以并行处理，或以任意顺序串行处理。
至此，图1所示的数字路口的在线仿真方法流程结束。通过上述方法可见，本申请中，将数据接入和仿真控制并行进行，每隔tstep进行一次数据接入和数据仿真处理，减少耗时操作的频率，提高仿真处理的实时性；同时，保证仿真延时在tdelay时间，并在进行仿真处理时，利用暂存数据中的所有车辆数据进行当前步长tstep的车辆仿真控制，从而能够利用完整轨迹作为仿真参考，提高仿真的准确性。
下面通过具体实施例说明本申请中数字路口在线仿真方法的具体实现。为方便说明，将并行的数据接入和数据仿真处理分别通过图2和图3的流程进行说明。
图2为本申请具体实施例的在线仿真方法中一次数据接入的具体处理流程图。如图2所示，该处理流程包括：
步骤201，判断是否首次执行数据接入流程，若是，则执行步骤202，否则执行步骤203。
步骤202，从数字路口的数据环境中，接入最新tstep内的信控数据和车辆数据。
若本次数据接入为首次进行数据接入，则接入当前最新的信控数据和车辆数据，具体包括最新tstep内的信控数据和车辆数据。其中，信控数据包括信控灯态，即在最新tstep时间内各个信号灯的状态以及变化顺序；车辆数据可以包括车辆的位置，即在最新tstep时间内车辆在各采样时间点的位置信息，进一步地，车辆数据还可以包括车辆的速度、车牌、车型等数据。
步骤203，从数字路口的数据环境中，接入上次接入数据之后tstep内的信控数据和车辆数据。
若本次数据接入不是首次进行数据接入，则接续上次的数据接入进行本次数据接入。具体地，接入上次接入数据之后tstep内的信控数据和车辆数据。其中，信控数据可以是信控灯态，即在上次接入数据之后tstep内各个信号灯的状态以及变化顺序；车辆数据可以包括车辆的位置，即在上次接入数据之后tstep内车辆在各采样时间点的位置信息，进一步地，车辆数据还可以包括车辆的速度、车牌、车型等数据。
步骤204，将接入的信控数据解析为仿真输入的信控方案。
具体解析方式可以采用现有处理，即将信控数据进行格式转换为仿真系统的信控方案。
步骤205，将接入的车辆数据匹配到仿真系统中。
接入的车辆数据通常为车辆在采集图像或真实世界中的相应数据，例如，车辆坐标可能是采集图像中的坐标，车辆速度可能是雷视相机给出的真实时间中的速度信息，本步骤将这些数据匹配到仿真系统中，也就是转换到仿真系统的坐标空间下。具体处理可以采用各种现有方式实现，这里就不再赘述。
上述步骤204和205的处理可以并行执行，也可以以任意顺序串行执行。
步骤206，将步骤204和205处理后的数据进行暂存。
数据可以暂存在仿真系统的设定存储模块中，例如内存中。
至此，一次数据接入处理结束。在实际应用中，可以每隔tstep时间执行一次图2所示的方法，从而实现以tstep为步长的反复数据接入。
图3为本申请具体实施例的在线仿真方法中仿真控制的具体处理流程图。如图3所示，该处理流程包括：
步骤301，判断暂存数据对应的时间长度是否大于或等于tdelay，若是，则执行步骤302，否则重新执行本步骤。
预先设定仿真延时时间为tdelay，当暂存的数据对应的时间长度达到或超过仿真延时时间tdelay后，开始进行一次仿真控制；若暂存的数据对应的时间长度未达到仿真延时时间tdelay，则进行等待，直到暂存数据达到要求再进行仿真控制处理。
步骤302，获取暂存数据中最早tstep内的信控方案，控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态。
本步骤用于基于暂存的信控方案，控制仿真的路口信号灯的状态。具体地，在每次进行路口信号灯状态的仿真控制时，获取暂存数据中最早tstep内的信控方案，基于这部分信控方案控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态。在具体实现时，可以将获取的信控方案与当前仿真中的信控方案进行比较，若二者相同，可以按照当前仿真的信控方案继续进行路口信号的控制，也相当于利用获取的信控方案进行仿真控制；若二者不同，则可以将获取的暂存数据中最早tstep内的信控方案加载到仿真模型对应的路口，用于控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态。
步骤302的处理可以与步骤303~307的处理并行进行。
步骤303，对于暂存数据中最早tstep时间内出现的每个检测车辆，从暂存数据中获取检测车辆的所有车辆数据，组成在暂存数据中的完整轨迹。
对于车辆的仿真控制，首先确定本次需要进行仿真控制的检测车辆，具体为暂存数据中最早tstep时间内出现的车辆。对于这些检测车辆，获取相关数据进行车辆的仿真控制。其中，对于每个检测车辆的仿真控制方式均相同，下面以对检测车辆A的仿真控制为例进行说明。
对于检测车辆A，从暂存数据中获取检测车辆A的所有车辆数据，这些车辆数据组成检测车辆A在暂存数据中的完整轨迹，也就是在暂存数据中包括的所有采样时间点的位置、速度等瞬时信息以及车辆的车牌、车型等通用信息。
步骤304，判断仿真系统中是否加载记录过检测车辆A的信息，若是，则执行步骤305，否则，执行步骤306。
在仿真系统中对某车辆进行仿真控制时都会加载记录相应车辆的信息，若仿真系统中未加载记录过检测车辆A的信息，则表明此前检测车辆A未进入到仿真模型中，则执行步骤305进行处理，若仿真系统中已加载记录过检测车辆A的信息，则表明此前检测车辆A已进入到仿真模型中，则执行步骤306进行处理。
步骤305，将基于检测车辆A在暂存数据中的完整轨迹确定出的行驶路线、在完整轨迹的起始点速度和起始点位置加载记录在仿真系统中，并基于起始点位置控制加载仿真车辆B的位置，基于起始点速度和行驶路线，控制仿真车辆B的运动方式。
其中，行驶路线具体包括检测车辆A驶离的进口车道和检测车辆A驶入的路口出口道。在完整轨迹中可能不能完全包括上述进口道和出口道，这种情况下，可以基于检测车辆A的完整轨迹中进口车道及其转向信息预估检测车辆A驶入的路口出口道。具体预估方式可以采用各种已有方式，这里就不再赘述。
检测车辆A在暂存数据中完整轨迹的起始点速度也就相当于检测车辆A进入仿真路网时的速度，即进入仿真系统的初始速度，该速度可以是雷视相机等直接测量得到的速度，或者也可以是根据普通视频相机等测量的位置和时间计算得到的速度。
在记录起始点位置、起始点速度和行驶路线后，基于检测车辆A在完整轨迹的起始点位置，在仿真系统中控制加载仿真车辆B的位置，并基于检测车辆A在完整轨迹的起始点速度和行驶路线，控制仿真车辆B在仿真系统中最近tstep时间内的运动方式。
步骤306，基于检测车辆A在暂存数据中的完整轨迹，控制检测车辆A的仿真车辆B在仿真系统中最近tstep时间内的运动方式。
基于检测车辆A在完整轨迹的起始点位置，在仿真系统中控制加载仿真车辆B的位置，并基于检测车辆A在完整轨迹的起始点速度和行驶路线，控制仿真车辆B的运动方式。当然，检测车辆A的起始点速度和行驶路线不一定是控制仿真车辆B的速度和行驶路线的唯一依据，还有可能存在仿真系统中的固有交通流理论约束等其他因素来控制仿真车辆B的速度和行驶路线，这里所说的“基于起始点速度和行驶路线控制仿真车辆B的运动方式”可以是将“起始点速度和行驶路线”作为控制仿真车辆B的运动方式的多种要素的其中部分要素。
在本步骤处理结束后，完成一次仿真控制，返回步骤301，等待进行下一次仿真控制。
在步骤306进行运动方式的控制时，具体可以按照下述处理进行：
步骤306a，若完整轨迹中包括检测车辆A在路口的进口道，则基于检测车辆A在完整轨迹中驶离进口道的位置，控制仿真车辆B将要驶离的具体进口车道，并根据该进口车道的转向更新加载记录的行驶路线；基于检测车辆A在完整轨迹的起始点的位置及时间和驶离路口进口道的位置及时间，控制仿真车辆B在路口进口道上的速度；
具体地，在检测车辆信息加载记录到仿真系统后，通过步骤306a-306b的处理，基于完整轨迹控制仿真车辆B的运动方式，以提高仿真结果的精度。其中，如果完整轨迹中包括检测车辆A在路口的进口道，通过步骤307的处理，一方面控制车辆B驶离的具体进口车道，另一方面控制仿真车辆B在进口道上的速度，当然该速度控制也是将相应的完整轨迹起始点位置及时间和驶离路口进口道的位置及时间作为速度控制的部分要素，不一定是速度控制的全部要素。
步骤306b，若完整轨迹中包括检测车辆A在路口的出口道，则基于检测车辆A在完整轨迹中驶入路口出口道的位置，控制仿真车辆B将要驶入的出口道，并更新加载记录的行驶路线。
如果完整轨迹中包括检测车辆A在路口的出口道，通过步骤308的处理，控制仿真车辆B将要驶入的出口道。关于仿真车辆B在路口内部的速度，可以不参考完整轨迹。
步骤307，从暂存数据中删除最早tstep时间内的信控数据和车辆数据，返回步骤301。
在步骤307处理之前，已经完成一次仿真车辆B的运动控制操作，可以输出车辆轨迹、交通流运行指标等仿真结果。本步骤中删除最早tstep时间内的信控数据和车辆数据，完成一次仿真处理的循环，返回步骤301，等待进行下一次仿真控制。
通过上述图3所示的流程，就可以按照步长tstep反复进行在线仿真控制。
在上述图3所示的流程中，为更合理地进行车辆信息的加载记录，可以在步骤305之前进一步基于完整轨迹的信息判断是否进行车辆信息的加载记录，具体地，当发生以下情况的至少之一时，不执行步骤305，直接返回步骤301：
1）完整轨迹的起始点不在进口道上，以过滤识别异常的车辆；
2）完整轨迹的起始位置与进口道停车线的距离大于第一阈值或小于第二阈值，一方面保证检测车辆A距离路口停车线不要太远，保证车辆识别的精度，另一方面保证检测车辆A距离路口停车线不要太近，避免进入传感器盲区，保证车辆识别的精度；
3）完整轨迹的持续时间小于时间阈值，以过滤识别异常的车辆；
4）完整轨迹的平均速度小于速度阈值，以过滤识别异常的车辆；
5）与仿真系统中已加载记录过车辆信息且区别于检测车辆A的另一车辆的车头时距小于时距阈值，以防止检测车辆A被加载后与其他车辆发生冲突或碰撞。
在具体实现时，可以采用图4所示的流程控制是否允许加载记录车辆信息。
从上述本申请具体实施例的处理可见，上述在线仿真方法中，在一个仿真步长tstep内，数据接入流程将实时的最新tstep内的数字路口数据处理为仿真所需的输入数据并暂存至内存中，仿真控制和步进流程使用暂存的最近tdelay的数据对tdelay前开始tstep内的交通流运行状态进行仿真并输出结果。通过tstep的合理设置，单次数据接入和单次仿真控制流程都在tstep内完成，即可实现延迟为tdelay的实时在线仿真。
通过上述在线仿真方法，一方面能够提升交通仿真的实时性，更及时地得到仿真结果；另一方面能够提升交通仿真的精度，获得更好的应用效果。另外，还填补了数字路口推演能力的空白，拓展了其应用场景，例如，在数字路口的相关应用中，本申请的在线仿真方法可服务于实时交通管控，通过向仿真模型中加载待评估的信控方案，实时在线仿真系统能够推演交通流在该场景下的运行情况，实现信控方案的实时实地验证与下发，相比基于历史交通数据的仿真评估，能够更准确迅速地对路口实时的交通状况做出应对；还可以服务于自动驾驶测试，通过在仿真环境中接入自动驾驶车辆模型和算法，实时在线仿真中的车辆能够与自动驾驶车辆产生交互，从而对自动驾驶规控算法进行测试，相比基于场景采集的仿真测试，能够更加充分地利用数字路口的数据条件，低成本地获得大量且丰富的测试场景。
上述即为本申请中在线仿真方法的具体实现。本申请还提供了一种数字路口的在线仿真装置，可以用于实施上述在线仿真方法。图5为本申请中在线仿真装置的基本结构示意图。如图5所示，该装置包括：数据接入单元、暂存单元和仿真控制单元。
其中，数据接入单元，用于每隔tstep时间，从数字路口的数据环境中获取指定tstep时间内的信控数据和车辆数据，并暂存到暂存单元中；其中，指定tstep时间为上次进行数据获取并暂存后的tstep时间，信控数据包括信控灯态，车辆数据包括车辆在各采样时间点的位置；
仿真控制单元，用于当暂存单元中的暂存数据对应的时间长度大于或等于tdelay时：对于暂存数据中最早tstep时间内出现的每个检测车辆，基于暂存数据中检测车辆的所有车辆数据组成的完整轨迹信息，控制检测车辆对应的仿真车辆在数字路口的仿真系统中最近tstep时间内的运动方式；基于暂存数据中最早tstep时间内的信控数据，控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态；从暂存数据中删除最早tstep时间内的信控数据和车辆数据；其中，tstep为数据接入时间间隔，tdelay为仿真延迟时间，tdelay>tstep。
可选地，在仿真控制单元中，若未加载记录过检测车辆的信息，则仿真控制单元，进一步用于将基于完整轨迹确定出的行驶路线、在完整轨迹的起始点速度和起始点位置加载记录在本单元中；
在仿真控制单元中，控制仿真车辆在仿真系统中最近tstep时间内的运动方式，包括：
基于检测车辆在完整轨迹的起始点位置，在仿真系统中控制加载仿真车辆的位置，并基于检测车辆在完整轨迹的起始点速度和行驶路线，控制仿真车辆的运动方式。
可选地，在仿真控制单元中，若已加载记录过检测车辆的信息，则控制仿真车辆在仿真系统中最近tstep时间内的运动方式，包括：
当完整轨迹中包括检测车辆在路口的进口道时，
基于检测车辆在完整轨迹中驶离进口道的位置，控制仿真车辆将要驶离的进口车道，并根据该进口车道的转向更新加载记录的行驶路线；
基于检测车辆在完整轨迹的起始点的位置及时间和驶离路口进口道的位置及时间，控制仿真车辆在路口进口道上的速度；
和/或，
当完整轨迹中包括检测车辆在路口的出口道时，
基于检测车辆在完整轨迹中驶入路口出口道的位置，控制仿真车辆将要驶入的出口车道，并更新加载记录的行驶路线。
可选地，在仿真控制单元中，当发生下述情况中的至少之一时，不执行加载记录操作，且不执行控制仿真车辆在仿真系统中最近tstep时间内的运动方式的处理：
完整轨迹的起始点不在进口道上；
完整轨迹的起始位置与进口道停车线的距离大于第一阈值或小于第二阈值；完整轨迹的持续时间小于时间阈值；
完整轨迹的平均速度小于速度阈值；
与仿真系统中已加载记录过车辆信息、且区别于检测车辆的另一车辆的车头时距小于时距阈值。
可选地，在仿真控制单元中，控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态，包括：
判断暂存数据中最早tstep时间内的信控数据与当前仿真控制的信控方案是否一致，若是，则按照当前仿真控制的信控方案，控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态；否则，按照暂存数据中最早tstep时间内的信控数据，控制仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态。
可选地，tdelay是基于车辆从驶离路口进口道到驶入路口出口道所需的时间确定的。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储指令，指令在由处理器执行时可执行如上所述实现数字路口的在线仿真方法中的步骤。实际应用中，计算机可读介质可以是上述实施例各设备/装置/系统所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。其中，在计算机可读存储介质中存储指令，其存储的指令在由处理器执行时可执行如上所述数字路口的在线仿真方法中的步骤。
根据本申请公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件，或者上述的任意合适的组合，但不用于限制本申请保护的范围。在本申请公开的实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
图6为本申请还提供的一种电子设备。如图6所示，其示出了本申请实施例所涉及的电子设备的结构示意图，具体来讲：
该电子设备可以包括一个或一个以上处理核心的处理器601、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器602以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。在执行所述存储器602的程序时，可以实现数字路口的在线仿真方法方法。
具体的，实际应用中，该电子设备还可以包括电源603、输入输出单元604等部件。本领域技术人员可以理解，图6中示出的电子设备的结构并不构成对该电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：
处理器601是该电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器602内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器602内的数据，执行服务器的各种功能和处理数据，从而对该电子设备进行整体监控。
存储器602可用于存储软件程序以及模块，即上述计算机可读存储介质。处理器601通过运行存储在存储器602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。存储器602可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据服务器的使用所创建的数据等。此外，存储器602可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器602还可以包括存储器控制器，以提供处理器601对存储器602的访问。
该电子设备还包括给各个部件供电的电源603，可以通过电源管理系统与处理器601逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源603还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
该电子设备还可包括输入输出单元604，该输入单元输出604可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学信号输入。该输入单元输出604还可以用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及各种图像用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种数字路口的在线仿真方法，其特征在于，包括：
每隔tstep时间，从数字路口的数据环境中获取指定tstep时间内的信控数据和车辆数据，并进行暂存；其中，所述指定tstep时间为上次进行数据获取并暂存后的tstep时间，所述信控数据包括信控灯态，所述车辆数据包括车辆在各采样时间点的位置；
判断暂存数据对应的时间长度是否大于或等于tdelay，若是，则执行如下步骤，否则重新执行所述判断暂存数据对应的时间长度是否大于或等于tdelay的操作：
对于所述暂存数据中最早tstep时间内出现的每个检测车辆，基于所述暂存数据中所述检测车辆的所有车辆数据组成的完整轨迹信息，控制所述检测车辆对应的仿真车辆在所述数字路口的仿真系统中最近tstep时间内的运动方式；
基于所述暂存数据中所述最早tstep时间内的信控数据，控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态；
从所述暂存数据中删除所述最早tstep时间内的信控数据和车辆数据，返回执行所述判断暂存数据对应的时间长度是否大于或等于tdelay的操作；
其中，所述tstep为数据接入时间间隔，所述tdelay为仿真延迟时间，tdelay>tstep。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态，包括：
判断所述暂存数据中所述最早tstep时间内的信控数据与当前仿真控制的信控方案是否一致，若是，则按照当前仿真控制的信控方案，控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态；否则，按照所述暂存数据中所述最早tstep时间内的信控数据，控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述仿真系统中未加载记录过所述检测车辆的信息时：
该方法进一步包括：将基于所述完整轨迹确定出的行驶路线、所述完整轨迹的起始点速度和起始点位置加载记录在所述仿真系统中；
所述控制所述仿真车辆在所述仿真系统中最近tstep时间内的运动方式，包括：
基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点位置，在所述仿真系统中控制加载所述仿真车辆的位置，并基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点速度和所述行驶路线，控制所述仿真车辆的运动方式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述仿真系统中已加载记录过所述检测车辆的信息时，所述控制所述仿真车辆在所述仿真系统中最近tstep时间内的运动方式，包括：
当所述完整轨迹中包括所述检测车辆在路口的进口道时，
基于所述检测车辆在所述完整轨迹中驶离所述进口道的位置，控制所述仿真车辆将要驶离的进口车道，并根据所述进口车道的转向更新加载记录的行驶路线；
基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点的位置及时间和驶离所述进口道的位置及时间，控制所述仿真车辆在所述路口进口道上的速度；
和/或，
当所述完整轨迹中包括所述检测车辆在路口的出口道时，
基于所述检测车辆在所述完整轨迹中驶入路口出口道的位置，控制所述仿真车辆将要驶入的出口道，并更新加载记录的所述行驶路线。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当发生下述情况中的至少之一时，不执行所述加载记录操作，且不执行所述控制所述仿真车辆在所述仿真系统中最近tstep时间内的运动方式的处理：
所述完整轨迹的起始点不在进口道上；
所述完整轨迹的起始位置与进口道停车线的距离大于第一阈值或小于第二阈值；
所述完整轨迹的持续时间小于时间阈值；
所述完整轨迹的平均速度小于速度阈值；
与所述仿真系统中已加载记录过车辆信息的第二车辆的车头时距小于时距阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于车辆从驶离路口进口道到驶入路口出口道所需的时间，确定所述tdelay。
7.一种数字路口的在线仿真装置，其特征在于，包括：数据接入单元、暂存单元和仿真控制单元；
所述数据接入单元，用于每隔tstep时间，从数字路口的数据环境中获取指定tstep时间内的信控数据和车辆数据，并暂存到所述暂存单元中；其中，所述指定tstep时间为上次进行数据获取并暂存后的tstep时间，所述信控数据包括信控灯态，所述车辆数据包括车辆在各采样时间点的位置；
所述仿真控制单元，用于判断所述暂存单元中的暂存数据对应的时间长度大于或等于tdelay，若是，则执行如下步骤，否则重新执行所述判断暂存数据对应的时间长度是否大于或等于tdelay的操作：
对于所述暂存数据中最早tstep时间内出现的每个检测车辆，基于所述暂存数据中所述检测车辆的所有车辆数据组成的完整轨迹信息，控制所述检测车辆对应的仿真车辆在所述数字路口的仿真系统中最近tstep时间内的运动方式；基于所述暂存数据中所述最早tstep时间内的信控数据，控制所述仿真系统中最近tstep时间内的路口信号灯状态；从所述暂存数据中删除所述最早tstep时间内的信控数据和车辆数据，返回执行所述判断暂存数据对应的时间长度是否大于或等于tdelay的操作；
其中，所述tstep为数据接入时间间隔，所述tdelay为仿真延迟时间，tdelay>tstep。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述仿真控制单元中，若未加载记录过所述检测车辆的信息，则所述仿真控制单元，进一步用于将基于所述完整轨迹确定出的行驶路线、在所述完整轨迹的起始点速度和起始点位置加载记录在本单元中；
在所述仿真控制单元中，所述控制所述仿真车辆在所述仿真系统中最近tstep时间内的运动方式，包括：
基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点位置，在所述仿真系统中控制加载所述仿真车辆的位置，并基于所述检测车辆在所述完整轨迹的起始点速度和所述行驶路线，控制所述仿真车辆的运动方式。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时可实现权利要求1~6任一项所述的数字路口的在线仿真方法。
10.一种电子设备，其特征在于，该电子设备至少包括计算机可读存储介质，还包括处理器；
所述处理器，用于从所述计算机可读存储介质中读取可执行指令，并执行所述指令以实现上述权利要求1~6任一项所述的数字路口的在线仿真方法。
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