本發(fā)明涉及數(shù)字仿真領(lǐng)域，具體涉及一種虛實(shí)結(jié)合的無人車室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前智能化、網(wǎng)聯(lián)化浪潮下，無人車群作為未來智慧交通的關(guān)鍵組成部分，正逐漸成為研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。然而，其發(fā)展面臨著諸多挑戰(zhàn)，尤其是在復(fù)雜環(huán)境下的協(xié)同控制、決策優(yōu)化以及安全可靠性方面。傳統(tǒng)的測試方法往往依賴于實(shí)地道路測試，這不僅成本高昂、耗時長，還難以復(fù)現(xiàn)各種極端或罕見的交通情境，限制了無人車技術(shù)的快速迭代與優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述問題，端邊云協(xié)同架構(gòu)與數(shù)字仿真的融合為無人車群分布式系統(tǒng)的發(fā)展開辟了新路徑。端邊云協(xié)同強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)處理與計(jì)算能力在終端設(shè)備（端）、邊緣服務(wù)器（邊）與云端之間的高效分配與協(xié)作，使得無人車能夠?qū)崟r響應(yīng)復(fù)雜環(huán)境變化，同時借助云端的強(qiáng)大算力進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析與模型訓(xùn)練，提升決策精度與效率。這一架構(gòu)不僅減輕了單個無人車的計(jì)算負(fù)擔(dān)，還促進(jìn)了車輛間的高效通信與協(xié)同作業(yè)。

2、數(shù)字仿真技術(shù)的引入，則進(jìn)一步加速了無人車群技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程。通過高精度的虛擬環(huán)境構(gòu)建與復(fù)雜交通流模擬，研究人員能夠在高度仿真的條件下測試無人車群的感知、規(guī)劃、決策與控制算法，無需頻繁進(jìn)行實(shí)地測試。這不僅大幅降低了測試成本與風(fēng)險(xiǎn)，還能實(shí)現(xiàn)對各種極端場景的全面覆蓋，確保算法在面對復(fù)雜多變的真實(shí)路況時仍能保持高效穩(wěn)定。

3、結(jié)合端邊云協(xié)同架構(gòu)與數(shù)字仿真的無人車群分布式系統(tǒng)，為解決實(shí)際道路測試面臨的局限性提供了創(chuàng)新方案，加速了自動駕駛技術(shù)的成熟與商業(yè)化進(jìn)程，推動著智能交通系統(tǒng)向更高水平邁進(jìn)。

4、本發(fā)明提供了一種技術(shù)方案：

5、一種虛實(shí)結(jié)合的無人車室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括云端服務(wù)器、大屏幕顯示系統(tǒng)、物理無人車平臺、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)；

6、其中，云端服務(wù)器包括場景模擬與數(shù)據(jù)生成模塊以及用戶交互模塊，其中，場景模擬與數(shù)據(jù)生成模塊用于根據(jù)在待測試環(huán)境采集的實(shí)景圖像信息及對應(yīng)的位置信息，生成虛擬測試場景，以及根據(jù)虛擬測試場景，生成與物理無人車平臺的自身狀態(tài)數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像信號，再將圖像信號發(fā)送至大屏幕顯示系統(tǒng)；用戶交互模塊用于從用戶處接收測試任務(wù)，并將系統(tǒng)內(nèi)狀態(tài)展示給用戶；

7、大屏幕顯示系統(tǒng)，用于接收云端服務(wù)器發(fā)送的圖像信號，并顯示在屏幕上；

8、物理無人車平臺，包括傳感器，其中，傳感器包括攝像頭，所述攝像頭采集大屏幕顯示系統(tǒng)的屏幕上的圖像，并將獲取的圖像信息發(fā)送至邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)；所述物理無人車平臺還接收邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)發(fā)送的預(yù)處理后數(shù)據(jù)，并基于預(yù)處理后數(shù)據(jù)，使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行語義分割，再根據(jù)語義分割的結(jié)果，使用局部決策算法生成局部決策，所述局部決策用來處理緊急情況；所述物理無人車基于局部決策以及邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)發(fā)來的駕駛決策，生成對應(yīng)的運(yùn)動控制命令，再將物理無人車平臺的自身狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至云端服務(wù)器；在測試過程中，物理無人車平臺的運(yùn)動部件根據(jù)運(yùn)動控制命令進(jìn)行運(yùn)動，但物理無人車平臺并不實(shí)際運(yùn)動，只是采集運(yùn)動部件的動作數(shù)據(jù)作為物理無人車平臺的自身狀態(tài)數(shù)據(jù)；

9、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，用于接收物理無人車平臺發(fā)送的圖像信息，并對圖像信息進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后數(shù)據(jù)；以及，根據(jù)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)、測試任務(wù)的內(nèi)容，使用決策算法作出駕駛決策；以及將駕駛決策、預(yù)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至物理無人車平臺。

10、優(yōu)選的，云端服務(wù)器向大屏幕顯示系統(tǒng)發(fā)送圖像信號時，通過光纖使用ndi協(xié)議優(yōu)化數(shù)據(jù)流。

11、優(yōu)選的，所述局部決策算法基于規(guī)則引擎模型。

12、優(yōu)選的，所述決策算法基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型。

13、優(yōu)選的，所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)清洗和/或圖像去噪。

14、優(yōu)選的，其中進(jìn)行數(shù)據(jù)清理的方法包括離群點(diǎn)檢測。

15、有益效果：1.節(jié)省空間和資源：傳統(tǒng)上，測試無人車群通常需要廣闊的室外空間，這不僅受限于地理位置、天氣條件，還可能涉及高昂的場地租賃和維護(hù)成本。本發(fā)明利用大屏幕在室內(nèi)模擬復(fù)雜多變的室外環(huán)境，極大地節(jié)省了物理空間需求，使得實(shí)驗(yàn)可以在受控的室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行，降低了對外部條件的依賴，節(jié)約了資源。

16、2.增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)可控性和安全性：在室內(nèi)結(jié)合模擬環(huán)境進(jìn)行無人車群實(shí)驗(yàn)，可以更加精確地控制實(shí)驗(yàn)條件，如交通流、光照變化、天氣效果等，從而提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性和結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，這種方式能有效避免真實(shí)世界中的不可預(yù)見風(fēng)險(xiǎn)，比如與其他交通工具或行人的意外碰撞，提高了實(shí)驗(yàn)過程的安全性。

17、3.靈活的場景模擬與快速迭代：大屏幕模擬技術(shù)能夠迅速切換不同的測試場景和環(huán)境條件，從城市街道到復(fù)雜路口，甚至是極端天氣條件，均可即時設(shè)置。這意味著研究人員能夠在短時間內(nèi)完成多樣化的測試用例，加速算法和系統(tǒng)的開發(fā)迭代周期。相比于在真實(shí)環(huán)境中逐一布置測試場景，這種方法大大提升了研發(fā)效率，使無人車技術(shù)的驗(yàn)證和優(yōu)化更為迅速和靈活。

技術(shù)特征：

1.一種虛實(shí)結(jié)合的無人車室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括云端服務(wù)器、大屏幕顯示系統(tǒng)、物理無人車平臺、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種虛實(shí)結(jié)合的無人車室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，云端服務(wù)器向大屏幕顯示系統(tǒng)發(fā)送圖像信號時，通過光纖使用ndi協(xié)議優(yōu)化數(shù)據(jù)流。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種虛實(shí)結(jié)合的無人車室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述局部決策算法基于規(guī)則引擎模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種虛實(shí)結(jié)合的無人車室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述決策算法基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種虛實(shí)結(jié)合的無人車室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)清洗和/或圖像去噪。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種虛實(shí)結(jié)合的無人車室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，其中進(jìn)行數(shù)據(jù)清理的方法包括離群點(diǎn)檢測。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及數(shù)字仿真領(lǐng)域，具體涉及一種虛實(shí)結(jié)合的無人車室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。包括云端服務(wù)器、大屏幕顯示系統(tǒng)、物理無人車平臺、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)；云端服務(wù)器包括場景模擬與數(shù)據(jù)生成模塊以及用戶交互模塊，大屏幕顯示系統(tǒng)，用于將圖像信號顯示在屏幕上；物理無人車平臺采集屏幕上的圖像，并將獲取的圖像信息發(fā)送至邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)；邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，用于接收物理無人車平臺發(fā)送的圖像信息，并對圖像信息進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后數(shù)據(jù)；以及，根據(jù)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)、測試任務(wù)的內(nèi)容，使用決策算法作出駕駛決策；以及將駕駛決策、預(yù)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至物理無人車平臺。本發(fā)明具有節(jié)省空間和資源、實(shí)驗(yàn)可控性和安全性高、場景模擬靈活的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：王一帆,王本昊,彭曉暉,黃燦,付康平,耿真磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中科南京信息高鐵研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15