[发明专利]一种面向城市场景的CACC仿真平台

说明书

本发明涉及一种面向城市场景的CACC仿真平台，包括：交通生成模块，用于随机生成包含城市场景的路网以及路网上的交通流，交通流包括CACC车辆和人类驾驶车辆；交通控制模块，用于生成城市场景的交通信息，每个城市场景的交通信息包括信号灯、冲突区域和优先规则中的一种或多种；车辆控制模块，包括决策器、控制器和执行器，决策器用于根据路网信息和交通控制指令生成CACC车辆的模式切换指令，控制器根据模式切换指令切换CACC车辆的车辆模式，并根据当前车辆模式生成对应的车辆控制指令，执行器根据车辆控制指令控制CACC车辆行驶。与现有技术相比，本发明实现了城市场景的CACC仿真，兼具车辆仿真平台和交通仿真平台的优点。

技术领域

本发明涉及智能交通领域，尤其是涉及一种面向城市场景的CACC仿真平台。

背景技术

CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control,协同自适应巡航控制)是缓解城市拥堵的关键技术。它是从ACC技术提升而来，可以从时间和空间维度获取更多的交通信息，不仅提高单车的感知和决策能力，还能为车辆群体协同感知和决策提供条件，甚至实现整个交通信息系统的信息共享。CACC车辆在道路上以编队形式行驶，前车可以将位置和速度等信息传递给CACC车辆，然后通过算法保持较小的车头时距稳定前进。

对城市场景下的CACC的效果评价非常重要。现有的很多CACC的研究都面向高速公路，证明了CACC在该场景下的益处。但是在混合交通背景下的城市道路场景中，CACC的安全性、效率和环保仍然未得到广泛且有效的验证，从而限制了CACC技术的应用。

对CACC的评价具有实车测试和仿真测试两种方式。因为实车测试具有成本高、效率低和场景受限的缺点，所以仿真测试是必要的。为了更加高效进行大规模测试来评价CACC，一个仿真平台是有必要的。现有的仿真平台忽略了人类驾驶车辆和CACC车辆间的交互作用，它们对交叉口场景的CACC的评价能力受到限制。目前的仿真平台主要分为汽车和交通两类，汽车仿真平台具备真实的车辆动力学模型和控制器，可以较真实的模拟智能的单车行为。但是仿真场景中的交通事件、交通参与者行为都是预先设定的，这导致了仿真场景的不真实，尤其在交叉口这种交互事件频发的环境。另一类仿真平台是交通仿真平台，虽然它们可以实现大规模混合交通流仿真，但是由于不具备真实的自动驾驶系统，车辆间的交互缺乏随机性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向城市场景的CACC仿真平台，实现了城市场景的CACC仿真，兼具车辆仿真平台和交通仿真平台的优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种面向城市场景的CACC仿真平台，包括：

交通生成模块，用于随机生成包含城市场景的路网以及路网上的交通流，所述的交通流包括CACC车辆和人类驾驶车辆；

交通控制模块，用于生成城市场景的交通信息，每个城市场景的交通信息包括信号灯、冲突区域和优先规则中的一种或多种；

车辆控制模块，包括决策器、控制器和执行器，所述的决策器用于根据路网信息和交通控制指令生成CACC车辆的模式切换指令，所述的控制器根据模式切换指令切换CACC车辆的车辆模式，并根据当前车辆模式生成对应的车辆控制指令，所述的执行器根据车辆控制指令控制CACC车辆行驶；

其中，所述的CACC车辆的车辆模式分为CACC模式、信号灯头车模式和冲突头车模式，处于CACC模式的CACC车辆基于CACC模型行驶，处于信号灯头车模式和冲突头车模式的CACC车辆减速或停止；

所述的决策器包括CACC决策器、信号灯头车决策器和冲突头车决策器；

所述的CACC决策器用于生成CACC模式切换指令；

所述的信号灯头车决策器用于CACC车辆面向具有信号灯的城市场景时生成信号灯头车模式切换指令；