[发明专利]一种基于数字孪生的自动驾驶仿真测试方法与系统

权利要求书

1.一种基于数字孪生的自动驾驶仿真测试系统，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集真实道路场景，得到原始数据；

上位机，所述上位机通过场景建模工具将原始数据转换为数字孪生模型；

实时机，所述实时机将数字孪生模型中的场景元素映射为虚拟场景并预设虚拟车的初始状态信息；实时机上的显示器显示虚拟场景和虚拟车，并根据车辆动力学模型发送的虚拟车状态信息进行更新；

电子控制单元，用于根据场景元素和虚拟车的状态信息采用自动驾驶算法进行自动驾驶仿真测试，得到驾驶控制指令；

车辆动力学模型，所述车辆动力学模型根据接收到的驾驶控制指令，得出虚拟车的状态信息。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的自动驾驶仿真测试系统，其特征在于：所述采集模块、上位机、实时机、电子控制单元和车辆动力学模型之间通过5G通讯链路和高速数传电台搭建UDP通信信道实现通信功能。

3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的自动驾驶仿真测试系统，其特征在于：所述实时机还设置有驾驶模拟仓；工作人员通过所述驾驶模拟舱输入驾驶指令并发送给车辆动力学模型，得到虚拟车的状态信息。

4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的自动驾驶仿真测试系统，其特征在于：所述车辆动力学模型包括发动机模型、变速器模型、传动器模型和底盘模型。

5.一种基于数字孪生的自动驾驶仿真测试方法，应用于权利要求1～4任一项所述的基于数字孪生的自动驾驶仿真测试系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：采集模块采集真实道路场景作为原始数据，并将原始数据发送给上位机；

步骤2：上位机通过场景建模工具将原始数据转换为数字孪生模型并将模型中的场景元素发送给实时机；

步骤3：实时机将得到的场景元素映射为虚拟场景、预设虚拟车的初始状态，并显示虚拟场景和虚拟车；

步骤4：实时机将虚拟场景和虚拟车的状态信息发送给电子控制单元；

步骤5：电子控制单元通过其预设的自动驾驶算法进行自动驾驶仿真测试，将得到的驾驶控制指令发送给车辆动力学模型；

步骤6：车辆动力学模型根据接收到的驾驶控制指令，对虚拟车的车身姿态和发动机状态做出相应的调整，将得到的虚拟车状态信息发送给实时机进行更新显示。

6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的自动驾驶仿真测试方法，其特征在于：在步骤1中，采集的原始数据包括车辆数据、交通流数据、行人数据、路网数据和环境数据。

7.根据权利要求5所述的基于数字孪生的自动驾驶仿真测试方法，其特征在于：在步骤2中，还包括以下步骤：上位机将原始数据进行清洗，并对经过清洗的原始数据进行格式化处理、挖掘分析以及数据分类，最后将得到的结构化原始数据保存到数字孪生模型数据库。

8.根据权利要求5所述的基于数字孪生的自动驾驶仿真测试方法，其特征在于：在步骤3中，还包括以下步骤：当工作人员通过实时机修改虚拟车的初始状态信息时，显示器根据修改内容显示虚拟车。

9.根据权利要求5所述的基于数字孪生的自动驾驶仿真测试方法，其特征在于：在步骤6中，还包括以下步骤：当车辆动力学模型接收到工作人员通过实时机发送的驾驶指令时，车辆动力学模型依据接收到的驾驶指令对虚拟车的车身姿态和发动机状态做出相应的调整，并将得到的虚拟车状态信息发送给实时机进行更新显示。

10.根据权利要求9所述的基于数字孪生的自动驾驶仿真测试方法，其特征在于：在步骤6中，当车辆动力学模型接收到的驾驶控制指令和驾驶指令相互矛盾时，车辆动力学模型依据接收到的驾驶指令对虚拟车的车身姿态和发动机状态做出相应的调整，并将得到的虚拟车状态信息发送给实时机进行更新显示。