一种虚拟场景中AI车辆变道的方法技术

本发明专利技术公开一种虚拟场景中AI车辆变道的方法，主要包括虚拟三维场景中车道设置、虚拟三维场景设置、变道判断、转向角计算；行驶过程中，当所述AI车辆的前置触发器碰触到前方AI车辆的碰撞盒时，获取所述AI车辆和前方AI车辆的实时车速；当前方AI车辆的车速小于所述AI车辆的T倍车速时，启动变道决策机制，并在满足可变道条件时计算所述AI车辆的转向角，控制所述AI车辆转向，完成变道。本发明专利技术能够模拟更多的AI车辆，自动检测前方和左右车流状况，择机选择跟车或变道行为，提升模拟驾驶的真实体验。提升模拟驾驶的真实体验。提升模拟驾驶的真实体验。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟场景中AI车辆变道的方法


[0001]本专利技术属于一种虚拟场景中AI车辆变道的方法，属于车辆驾驶类三维模拟仿真领域。

技术介绍

[0002]在三维虚拟场景仿真领域中，汽车驾驶三维仿真软件和车辆模拟器配合已成为训练人们驾驶技能培养好的驾驶习惯的流行方式。学员通过训练能够更加快速熟练得掌握更多驾驶技术，而且富有更多得学习乐趣且更加安全。但是现在这类仿真软件中也有很多突出得不足，比如在模拟三维场景中通常只有学员控制得模拟器主角车(也称受控车辆)一种，其他车辆(即AI车辆)参与非常少。即使有车流参与得模拟场景中，AI车辆的行为也相对机械，不能够自动检测周围车流状况实施自动变道行为，造成整个模拟流程机械，很难重现出与现实接近得交通车流，限制了学员更多安全驾驶技术的练习。

技术实现思路

[0003]为了解决模拟驾驶仿真软件中，AI车流少、行为机械的缺点，本专利技术提供一种虚拟场景中AI车辆变道的方法，能够模拟更多的AI车辆，自动检测前方和左右车流状况，择机选择跟车或变道行为，提升模拟驾驶的真实体验。
[0004]本专利技术公开的一种虚拟场景中AI车辆变道的方法，主要包括：
[0005]在虚拟三维场景里，构建同向具有至少两股车道的道路，所述车道中间位置每隔N米设置一个路径点，所述路径点为AI车辆行驶需要遵从的轨迹点；将所述轨迹点按照道路行驶方向首尾连接、交叉连接，得到用于车辆行驶的线路；
[0006]为所述AI车辆设置一个与其自身等长等宽等高的用于被其他AI车辆检测的碰撞盒，以及在所述AI车辆车头前方设置一个用于检测前方车辆的前置触发器；所述前置触发器的长度与AI车辆的实时车速相关；
[0007]在道路中不同位置设置若干AI车辆，并设置各AI车辆的参数，所述参数包括可行驶的最大速度、加速度和刹车反应参数；各AI车辆的实际最大车速为路径点最大速度和可行驶的最大速度中的较小值；
[0008]行驶过程中，当所述AI车辆的前置触发器碰触到前方AI车辆的碰撞盒时，获取所述AI车辆和前方AI车辆的实时车速；所述实时车速在0至实际最大车速之间波动；当前方AI车辆的车速小于所述AI车辆的T倍车速时，启动变道决策机制，并在满足可变道条件时计算所述AI车辆的转向角，控制所述AI车辆转向，完成变道。
[0009]作为一种可选方案，所述可变道条件包括第一可变道条件和第二可变道条件；所述变道决策机制为：同时满足第一可变道条件和第二可变道条件，方可变道；其中：
[0010]所述第一可变道条件为：首先判断所述AI车辆左右是否有相邻的可行驶车道，然后在相邻的可行驶车道上寻找与所述AI车辆的前一个路径点B最近的路径点；确认这些最近的路径点是否与路径点B联通，若联通则满足第一可变道条件；
[0011]所述第二可变道条件为：验证这些最近的路径点的前后M个路径点上是否存在其他AI车辆，若不存在则定义该路径点为所述AI车辆的可变更车道的目标路径点，并判定满足可变道条件。
[0012]作为一种可选方案，所述AI车辆的转向角为：路径点B与目标路径点以及所述路径点B所在车道中前一个路径点C形成的夹角。
[0013]作为一种可选方案，所述可行驶的最大速度在最小可能速度和最大可能速度之间随机产生，即：
[0014]RoadLimV＝Rand(minPossibleSpeed,maxPossibleSpeed)；
[0015]所述AI车辆的实际最大车速V0为：
[0016]V0＝Min(MaxV,RoadLimV)
[0017]其中，MaxV为路径点最大车速，RoadLimV为可行驶的最大速度，minPossibleSpeed为最小可能速度，maxPossibleSpeed为最大可能速度。
[0018]作为一种可选方案，所述前置触发器的长度即为所述AI车辆检测到的与前方车辆之间的距离D，所述距离D与AI车辆在预设车速范围内的实时车速V成正比，所述距离D在实时车速V在预设车速范围之外时为恒定值。
[0019]作为一种可选方案，所述距离D为：V>60时，D＝100；10≤V≤60时，2<V<10时，D＝0.7*V；V≤2时，D＝L/2其中，C为常数，L为AI车辆的车身长度。
[0020]作为一种可选方案，计算所述AI车辆的转向角，控制所述AI车辆转向，具体包括：
[0021]所述转向角angle小于
‑
5时，车头偏左，开启左转向灯，驶向左边车道中的目标点；所述转向角angle大于5时，车头偏右，开启右转向灯，驶向右边车道中的目标点；
‑
5<angle<5时，默认为直行状态。
[0022]作为一种可选方案，所T倍为1.2倍。
[0023]作为一种可选方案，所述前置触发器的宽度等于所述AI车辆自身的车身宽度，高度在所述AI车辆的车身高度和1/3车身高度之间。
[0024]本专利技术具有以下有益效果：
[0025](1)本专利技术中AI车辆能够自动检测前方车辆和临近车道车流(检测对象包含其他AI车辆和模拟器主角车状况，择机选择跟车或变道行为，使整个路段车流相对匀称，也更加符合现实道路车流状况。
[0026](2)本专利技术中可根据需求通过连接轨迹点编辑可行驶的路径，并且每条道路中路径点的最大行驶速度也可编辑。
[0027](3)本专利技术能模拟出真实道路的车辆行为，能够模拟更多的AI车辆，还原复杂路况，提升模拟驾驶的真实体验，帮助使用模拟器学习驾驶人员更好的练习驾驶行为，提高学习汽车驾驶人员安全驾驶的技能，预防和减少真实驾驶中的交通事故风险。
附图说明
[0028]图1所示为实施例中道路车道线路点布置示意图。
[0029]图2所示为实施例中AI车辆的碰撞盒示意图。
[0030]图3所示为实施例中AI车辆的前置触发器示意图。
[0031]图4所示为实施例中AI车辆行驶分布示意图。
[0032]图5所示为现有技术中道路上AI车辆行驶的车流分布示意图。
[0033]图6所示为采用本专利技术后道路上AI车辆行驶的车流分布示意图。
具体实施方式
[0034]为了更加清楚的解释本专利技术的技术特点和优点，下面将结合具体实施例和附图来说明和展示本专利技术的技术方案。
[0035]实施例中公开一种虚拟场景中AI车辆变道的方法，主要包括如下几个部分：
[0036]车道设置：在虚拟三维场景里，构建一条同向三股车道的道路，车道序号从右到左标记为1、2、3，如图1所示，车道行进方向用白色箭头所示。每股车道中间每隔N米在道路中间设置一个路径点(简称“点”)，这个路径点是主角车和AI车辆行驶需要遵从的轨迹点。每个路径点上AI车辆可行驶的最大速度(简称“路径点最大速度”)MaxV＝60km/h，这也限定了该路段中AI车辆实际最大车速V0不得大于路径点最大速度MaxV。需要注意的是，在三维场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟场景中AI车辆变道的方法，其特征在于，包括：在虚拟三维场景里，构建同向具有至少两股车道的道路，所述车道中间位置每隔N米设置一个路径点，所述路径点为AI车辆行驶需要遵从的轨迹点；将所述轨迹点按照道路行驶方向首尾连接、交叉连接，得到用于车辆行驶的线路；为所述AI车辆设置一个与其自身等长等宽等高的用于被其他AI车辆检测的碰撞盒，以及在所述AI车辆车头前方设置一个用于检测前方车辆的前置触发器；所述前置触发器的长度与AI车辆的实时车速相关；在道路中不同位置设置若干AI车辆，并设置各AI车辆的参数，所述参数包括可行驶的最大速度、加速度和刹车反应参数；各AI车辆的实际最大车速为路径点最大速度和可行驶的最大速度中的较小值；行驶过程中，当所述AI车辆的前置触发器碰触到前方AI车辆的碰撞盒时，获取所述AI车辆和前方AI车辆的实时车速；所述实时车速在0至实际最大车速之间波动；当前方AI车辆的车速小于所述AI车辆的T倍车速时，启动变道决策机制，并在满足可变道条件时计算所述AI车辆的转向角，控制所述AI车辆转向，完成变道。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述可变道条件包括第一可变道条件和第二可变道条件；所述变道决策机制为：同时满足第一可变道条件和第二可变道条件，方可变道；其中：所述第一可变道条件为：首先判断所述AI车辆左右是否有相邻的可行驶车道，然后在相邻的可行驶车道上寻找与所述AI车辆的前一个路径点B最近的路径点；确认这些最近的路径点是否与路径点B联通，若联通则满足第一可变道条件；所述第二可变道条件为：验证这些最近的路径点的前后M个路径点上是否存在其他AI车辆，若不存在则定义该路径点为所述AI车辆的可变更车道的目标路径点，并判定满足可变道条件。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述AI车辆的转向角为：路径点B与目标路径点...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈智波，于闯亮，徐鹏程，张铁监，吴美娟，叶剑，
申请(专利权)人：多伦互联网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：