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公布日期
2021-02-19 公布专利
2021-02-12 公布专利
2021-02-09 公布专利
2021-02-05 公布专利
2021-02-02 公布专利
2021-01-29 公布专利
2021-01-26 公布专利
2021-01-22 公布专利
2021-01-19 公布专利
2021-01-15 公布专利
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[发明专利]一种智能网联汽车在环仿真、测试验证系统与方法在审

1.一种智能网联汽车在环仿真、测试验证系统,其特征在于,通过场景仿真平台、Simulink工具及智能小车端共同构建了一个完整的车联网在环仿真系统,其中,场景仿真平台负责搭建车联网仿真场景,通过该平台提供的场景模型、车辆模型、交通灯模型,搭建各种测试验证场景,配置车辆数目、车辆类型及优先级、车辆的行驶路径;Simulink工具,负责与场景仿真平台之间建立输入输出关联模型,使在仿真场景中对包括交通灯、行人、仿真车辆在内的交通对象的参数配置数据在Simulink环境中进行运算、处理以及建模并将其传给智能小车模拟真实场景,以及将仿真道路转化为真实道路GPS信息并实时传递给智能小车指导小车运行;其次,Simulink还负责实现控制算法仿真结果的输出;智能小车主要负责智能网联汽车的环境感知与决策控制算法验证,智能小车由小车、控制模块、驱动模块、通信模块及传感器模块组成,小车是用于直接测试的载体,驱动模块用于驱动小车运动,通信模块用于小车和仿真平台通信,传感器模块用于感知周围环境信息,作为搭载测试算法软件以及需要测试的传感器、通信模块的载体。

2.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车在环仿真、测试验证系统,其特征在于,所述场景仿真平台的仿真场景搭建包含以下三个部分:

1)针对不同的测试场景需求调用仿真平台的建筑物模型库和道路物模型库建立不同的道路类型和道路信息,其中道路类型包括城市道路、乡村道路、高速公路等,道路信息包含直道、弯道、丁字路口、十字路口;

2)针对交通对象的选择调用仿真平台的交通对象模型库和交通灯模型库建立不同的交通对象,主要交通对象有车辆、行人、交通灯、绿化、房屋、电子设备,这些交通对象可以根据实际需要放置在场景中指定的位置,设定相应的功能;

3)设定仿真车辆的行驶路径范围,智能小车根据仿真平台下发的路径进行行走,并把控制车辆操作指令上发给仿真平台,控制仿真车辆行驶,形成实时映射。

3.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车在环仿真、测试验证系统,其特征在于,所述场景仿真平台采用IPG Carmaker或CarSIM,根据平台提供的场景模型、车辆模型、交通灯模型,可以在仿真场景中设置直道、弯道、丁字路口、十字路口、斜坡,场景仿真平台可以根据需求,增添建筑物、房屋、路灯、树木、施工道路、泥泞在内的静止对象,还可以设置仿真车辆的型号、起始出发距离、偏移、正向行驶还是反向行驶,车辆的行驶速度、加速度、驾驶模式在内的参数,形成测试所需求的真实交通场景,仿真场景里车辆、行人、交通灯、树木以及房屋等对象的参数可传输到Simulink环境中搭建模型,获得仿真结果,并和智能小车的反馈信息进行对比。

4.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车在环仿真、测试验证系统,其特征在于,所述Simulink与场景仿真平台之间建立输入输出关联模型具体包括:在Simulink中建立一个仿真平台实现仿真对象与验证对象数据输入输出的关联,配置场景中仿真对象与Simulink模型之间的输入输出关联接口,建立场景仿真环境和Simulink环境之间的数据传输通道,为仿真环境中对参数的运算、处理和建模提供基础并将其传给智能小车模拟真实场景。

5.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车在环仿真、测试验证系统,其特征在于,所述Simulink环境模块具有TCP/UDP通信模块,通过TCP/UDP通信模块和智能小车的移动通信设备建立通信连接实现仿真平台与智能小车之间数据交互,其中,通信的数据包括仿真环境的各种参数信息,智能小车的运行状态信息,智能小车上各种传感器的信息。

6.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车在环仿真、测试验证系统,其特征在于,所述智能小车包括硬件结构和软件结构,其中硬件结构包括主控器、小车控制器、传感接口板;主控器负责与仿真测试平台通信,控制算法的运行,以及与其他智能小车之间的通信;小车控制器负责小车控制指令接收、解析与小车控制执行操作;传感接口板负责智能网联汽车主要传感器的集成、信号的采集与转换;所述软件结构包括感知层、数据层、通信层、规划决策层、驱动执行层五个层次,感知层的作用是收集传感器的各种信息,并将收集的信息写入到数据层的文件中去,其他层通过对数据层文件的读写,就可以将传感器的信息进行汇总分析;数据层用于创建数据文件,分别保存智能小车需要的关键数据信息;通信层用于和仿真平台进行通信;决策规划层是智能小车的核心,主要是由控制模块组成,用于环境感知传感器的状态信息,远程控制端的控制命令和仿真平台传来的环境参数,最后通过智能网联汽车控制算法决策小车的动作和行驶路径,并做出避障在内的动作。

7.一种基于权利要求1-6之一所述系统的智能网联汽车在环仿真、测试验证方法,其特征在于,验证流程分为三个阶段:待命阶段、控制运行阶段和停止阶段,具体包括:

在待命阶段,接收仿真平台下传的各种场景信息,接收仿真平台提供的GPS行驶路径信息,接收自身传感器获取的信息,对数据解析与融合,调用数据列表与算法模块,上传小车状态信息到仿真平台;首先监听Socket端口判断是否与仿真平台建立了通信连接,连接建立之后再判断是否有数据传输,如果有就将其存放到数据库中以备使用,同时判断智能小车传感器是否被加载以及数据是否读取到,同样将接收到的数据存放在数据库中,等待所有的数据准备就绪后便调用算法模块以便做后继控制处理,然后再判断接收到的数据中是否存在智能小车GPS行驶路径信息,倘若未收到便从新监听Socket端口,一旦收到立即启动决策控制模块并进入控制运行阶段;

智能小车进入到控制运行阶段后,会判断小车状态数据中是否有传感器采集模块启动标识符,如果没有启动,就会启动传感器采集模块,再启动决策控制模块,决策控制模块读取小车状态信息,再读取命令数据和环境参数,执行控制算法后,将控制命令输出。当决策控制模块监测到小车停止命令,就跳转到小车停止阶段,并向驱动控制器发送小车停止命令;

智能小车进入停止阶段后,小车将持续发送小车停止命令,并检查速度传感器信息,直到监测到小车速度为零,才跳转到命令监听状态,这时有两种选择,如果监测到小车启动命令,小车返回控制运动阶段,如果监测到小车关机,就会杀死监听线程、决策线程、状态采集线程,并关闭设备,跳出循环完成程序并关机。

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