用于自动驾驶车辆的模拟车辆交通制造技术

一种模拟真实道路环境的系统和方法，其可用于使用增强现实在道路上测试真实联网自动驾驶车辆(CAV)，以将如附加的车辆、行人以及其他障碍物的模拟的环境对象添加到被测车辆所能看到的周围环境中。通过该系统执行的方法包括：在联网的真实车辆沿道路移动时，接收指示联网的真实车辆的位置的车辆状态信息；并且使用道路的映射模型和车辆状态信息生成真实车辆在道路上的模拟环境。模拟环境包括一个或多个虚拟对象，如车辆、行人或其他障碍物，并且这些模拟的虚拟对象可被发送到真实车辆以测试其响应而无需要使用真实车辆、行人或其他障碍物。

Simulated vehicle traffic for autonomous vehicles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动驾驶车辆的模拟车辆交通关于联邦政府资助研究的声明本专利技术是在美国交通部资助的编号为69A3551747105的政府资助下完成的。政府拥有本专利技术的某些权利。
本专利技术涉及测试道路上联网自动驾驶车辆的方法和系统，并且涉及用于使用来自联网自动驾驶车辆及其运行的真实环境中的数据来生成模拟环境的方法和系统。
技术介绍
自动驾驶车辆的发展和最终部署通常涉及几个阶段，包括初始设计和原型设计阶段，受控测试阶段以及在开放(公共)道路上运行车辆的真实世界测试阶段。受控测试阶段的优势在于，车辆测试可在安全、受控的环境中进行，在该环境中可以容易地确定车辆运行的响应性和准确性。然而，完整的测试环境还应包括与被测车辆相互影响的背景交通。包括行人在内的其他类型的对象和障碍物的存在也期望被包括在内，以使得能够在可合理预期车辆会遇到的多种情况下对车辆进行测试。然而，将包括真实车辆和其他对象作为背景交通不仅成本高昂，而且难以协调和控制。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种模拟真实道路环境的方法，该真实道路环境包括至少一个真实车辆和增强的一个或多个虚拟车辆。该方法包括：当联网的真实车辆沿着道路移动时，从该联网的真实车辆接收车辆状态信息，其中，车辆状态信息包括指示真实车辆在道路上的位置的位置数据；以及使用道路的映射模型和车辆状态信息生成道路上真实车辆的模拟环境，其中，模拟环境包括一个或多个虚拟车辆。该方法可进一步包括以下任何特征或以下两个或多个特征的任何技术上可行的组合：—真实车辆可是沿着道路驾驶的联网自动驾驶车辆(CAV)，并且接收和生成步骤可通过计算机系统执行，以从CAV接收车辆状态信息。—该方法可包括：当真实车辆沿道路移动时，利用真实车辆的运行实时地在计算设施处运行模拟环境。—接收步骤可进一步包括：在计算设施处接收车辆状态信息作为时间-位置(TL)数据，该时间-位置数据包括真实车辆在特定时间在道路上的位置，时间-位置数据在该特定时间周期性地从计算设施处的真实车辆接收，并且时间-位置数据用于实时更新模拟环境中真实车辆的位置。—该方法可包括：在计算设施处从一个或多个真实交通信号设备中接收真实交通信号状态信息，其中，该生成步骤进一步包括：使用真实交通信号状态信息来生成模拟环境。—接收车辆状态信息的步骤可进一步包括：在计算设施处接收车辆状态信息，作为通过路边装置或通过无线载波系统从真实车辆接收的一系列基础安全消息(BSM)，并且，其中，接收真实交通信号状态信息的步骤进一步包括：在计算设施处接收真实交通信号状态信息，作为从路边装置接收的信号相位和时序(SPaT)信息。—该方法可包括：在计算设施处生成模拟的基础安全消息(sBSM)，其中，该sBSM包括模拟的虚拟车辆信息；以及通过路边装置或无线载波系统将sBSM发送到真实车辆。—该方法可包括：在计算设施处生成与模拟的虚拟行人有关的信息；以及通过路边装置或无线载波系统将模拟的虚拟行人信息发送到真实车辆。—该方法可包括：生成模拟环境的实时地图，该模拟环境包括对真实车辆的模拟和对一个或多个虚拟车辆的模拟，并且，在计算设施或其他设施处显示该实时地图。—该方法可用作测试真实联网自动驾驶车辆(CAV)的方法的一部分，其中该方法包括以下步骤：模拟CAV、道路和一个或多个虚拟车辆；并将包括一个或多个虚拟车辆的模拟环境的一部分从计算机系统发送到CAV，供CAV用作指示其周围环境的传感器数据，使得CAV在包括一个或多个虚拟车辆的增强现实中运行。根据本专利技术的另一方面，提供一种模拟系统，该模拟系统提供模拟的虚拟对象，该模拟的虚拟对象供联网的真实车辆在车辆在道路上测试期间使用，模拟系统包括一个或多个计算机，该计算机包括电子处理器和存储指令的存储器，当该指令被处理器执行时，使处理器：在联网的真实车辆沿道路移动时，从联网的真实车辆接收车辆状态信息，其中，车辆状态信息包括指示真实车辆在道路上的位置的位置数据；以及使用道路的映射模型和车辆状态信息生成真实车辆在道路上的模拟环境，其中该模拟环境包括一个或多个虚拟车辆。该模拟系统可进一步包括以下任何特征或以下两个或多个特征的技术上可行的组合：—该系统可包括用于接收车辆状态信息或实时交通信号状态信息或接收两者的至少一个第一接口，以及将模拟的虚拟车辆信息从模拟系统发送到真实车辆的第二接口。—该系统可接收车辆状态信息作为一系列基础安全消息(BSM)，并且接收实时交通信号状态信息作为信号相位和时序(SPaT)信息，并且其中，模拟系统生成使用BSM和SPaT信息的模拟环境。—该系统可通过第二接口将模拟的基础安全消息(sBSM)发送到真实车辆，其中，sBSM包括模拟的虚拟车辆信息。—该系统可在计算设施处生成与模拟的虚拟行人有关的信息，并且将模拟的虚拟行人信息发送到真实车辆。—该系统可生成模拟环境的实时地图，该模拟环境包括对真实车辆的模拟和对一个或多个虚拟车辆的模拟。根据本专利技术的另一方面，提供一种使用模拟数据在测试位置处测试一个或多个真实联网自动驾驶车辆(CAV)的方法，其中，该方法包括：在测试位置处，从一个或多个真实CAV中的每一个中接收真实车辆状态信息；在测试位置处，从一个或多个真实交通信号设备中接收真实交通信号状态信息；针对一个或多个真实CAV中的每一个，在模拟环境中生成模拟真实车辆，其中，模拟环境是从指示测试位置的几何形状和基础设施的至少一部分的数据中生成的；将从一个或多个真实CAV中的每一个处接收的真实车辆状态信息分配给模拟环境中对应的模拟真实车辆；将从一个或多个真实交通信号设备中的每一个处接收的真实交通信号状态信息分配给模拟环境中对应的模拟交通信号设备；在模拟环境中生成一个或多个模拟虚拟车辆；根据所分配的真实车辆状态信息和真实交通信号状态信息更新模拟环境；针对一个或多个真实CAV中的每一个，从模拟环境中识别将要发送的模拟数据的集合，模拟数据包括一个或多个模拟的虚拟车辆中的至少一个；以及针对一个或多个真实CAV中的每一个，将所识别的模拟数据的集合发送到真实CAV。上述段落的方法可进一步包括以下任何特征或以下两个或多个特征的技术上可行的组合：—接收真实车辆状态信息的步骤可进一步包括：在测试位置处接收车辆状态信息作为通过路边装置或无线载波系统从一个或多个真实CAV中接收的一系列基础安全消息(BSM)，以及其中，接收真实交通信号状态信息的步骤可进一步包括：在测试位置处接收真实交通信号状态信息作为从一个或多个真实交通信号设备中接收的信号相位和时序(SPaT)信息。—该方法可包括：在计算设施处生成模拟的基础安全消息(sBSM)，其中，sBSM包括模拟的虚拟车辆信息，并且其中，发送步骤进一步包括将sBSM发送到一个或多个真实CAV。—该方法可包括：在计算设施处生成与模拟的虚拟行人有关的信息；以及通过路边装置或无线载波系统将模拟的虚拟行人信息发送到真实车辆。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟真实道路环境的方法，所述真实道路环境包含至少一个真实车辆并且利用一个或多个虚拟车辆进行增强，所述方法包括：/n当联网的真实车辆沿着道路移动时，从所述联网的真实车辆接收车辆状态信息，其中，所述车辆状态信息包括指示所述真实车辆在所述道路上的位置的位置数据；以及/n使用所述道路的映射模型和所述车辆状态信息生成所述真实车辆在所述道路上的模拟环境，其中，所述模拟环境包括一个或多个虚拟车辆。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170502 US 62/500,2991.一种模拟真实道路环境的方法，所述真实道路环境包含至少一个真实车辆并且利用一个或多个虚拟车辆进行增强，所述方法包括：
当联网的真实车辆沿着道路移动时，从所述联网的真实车辆接收车辆状态信息，其中，所述车辆状态信息包括指示所述真实车辆在所述道路上的位置的位置数据；以及
使用所述道路的映射模型和所述车辆状态信息生成所述真实车辆在所述道路上的模拟环境，其中，所述模拟环境包括一个或多个虚拟车辆。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述真实车辆是沿着所述道路驾驶的联网的自动驾驶车辆(CAV)，并且所述接收的步骤和所述生成的步骤通过从所述CAV中接收所述车辆状态信息的计算机系统执行。


3.一种测试真实联网自动驾驶车辆(CAV)的方法，包括以下步骤：
使用权利要求2所述的方法模拟所述CAV、道路以及一个或多个虚拟车辆；
将包括所述一个或多个虚拟车辆的所述模拟环境的一部分从所述计算机系统发送到所述CAV，以供所述CAV用作指示所述CAV的周围环境的传感器数据，使得所述CAV在包括所述一个或多个虚拟车辆的增强现实中运行。


4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：当所述真实车辆沿所述道路移动时，利用所述真实车辆的运行实时地在计算设施处运行所述模拟环境。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述接收的步骤进一步包括：在所述计算设施处接收所述车辆状态信息作为时间-位置(TL)数据，所述时间-位置数据包括所述真实车辆在特定时间在所述道路上的位置，所述时间-位置数据在所述计算设施处从所述真实车辆中周期性地接收，并且所述时间-位置数据用于实时更新所述模拟环境中的所述真实车辆的位置。


6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述计算设施处从一个或多个真实交通信号设备中接收真实交通信号状态信息，其中，所述生成的步骤进一步包括：使用所述真实交通信号状态信息生成所述模拟环境。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，接收车辆状态信息的步骤进一步包括：在所述计算设施处接收所述车辆状态信息作为通过路边装置或无线载波系统从所述真实车辆中接收的一系列基础安全消息(BSM)，以及其中，接收真实交通信号状态信息的步骤进一步包括：在所述计算设施处接收所述真实交通信号状态信息作为从所述路边装置中接收的信号相位和时序(SPaT)信息。


8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括以下步骤：
在所述计算设施处生成模拟的基础安全消息(sBSM)，其中，所述sBSM包括模拟的虚拟车辆信息；以及
通过所述路边装置或所述无线载波系统将所述sBSM发送到所述真实车辆。


9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤：
在所述计算设施处生成与模拟的虚拟行人有关的信息；以及
通过所述路边装置或所述无线载波系统将模拟的虚拟行人信息发送到所述真实车辆。


10.根据权利要求4所述的方法，进一步包括以下步骤：
生成所述模拟环境的实时地图，所述模拟环境包括对所述真实车辆的模拟和对所述一个或多个虚拟车辆的模拟；以及
在所述计算设施或其他设施处显示所述实时地图。


11.一种模拟系统，所述模拟系统提供了模拟的虚拟对象，所述模拟的虚拟对象供联网的真实车辆在所述车辆在道路上测试期间使用，所述模拟系统包括一个或多个计算机，所述计算机包括电子处理器和存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述处理器执行时，使所述处理器执行以下操作：
当联网的真实车辆沿着道路移动时，从所述联网的真实车辆接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向宏，冯毅恒，
申请(专利权)人：密歇根大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US