【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能交通领域，涉及一种融合驾驶模拟-仿真-vr的数字孪生跨平台交互式系统。
技术介绍
1、在实际交通运行环境中，人车路各要素交互关系复杂，各要素动态相互博弈存在多种交互行为。例如：信控交叉口机动车红灯右转与行人过街的抢行博弈；信控交叉口无保护左转相位下，左转机动车与直行机动车抢行博弈；高速公路合流区主线车辆与匝道车辆的汇入博弈等等。如何准确识别和理解人车路多主体交互博弈行为，进而制定科学合理的交互与协同规则，对提升道路通行效率、保障行车安全作用显著。然而，目前的难点是人车路多主体交互行为数据的采集主要是通过实车实验进行，实验成本高，在实地道路上开展实验存在安全隐患，无法用于极端博弈环境下的交互实验，也不适用于复杂道路场景，未来重点关注的是复杂道路场景下人车路多主体交互需求。
2、已有的仿真手段只能采集人车路单主体行为数据，无法实现多平台多设备在同一仿真环境中的交互实验，并不适用于人车路多主体交互行为数据的采集实验。因此，亟需一种能够克服单一仿真手段无法用于人车路多主体交互博弈实验、复杂道路场景及极端博弈环境下人车路多主体交互行为数据的采集手段缺失等问题的方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种融合驾驶模拟-仿真-vr的数字孪生跨平台交互式系统，实现驾驶模拟器、交通仿真软件、vr头戴式交互仿真等多平台及单一平台多个使用设备在同一场景同步交互实验，也可获取人车路多主体在极端博弈下的交互行为数据，适用范围更广。本专利技术能够克服单一仿真手
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种融合驾驶模拟-仿真-vr的数字孪生跨平台交互式系统，包括多平台实时交互模块、数字孪生场景构建模块、数据处理模块和控制模块；
4、所述多平台实时交互模块，利用中间组件将同一平台多个使用设备及多个平台之间相互联接，用于跨平台数据实时交互，构建同一平台多个使用设备、多个平台单个使用设备、多个平台多个使用设备等多种联合仿真模式；
5、所述数字孪生场景构建模块，用于搭建各种交通环境下人-车-路-环-气候耦合的高精度三维数字孪生场景，确保多平台多设备交通场景统一生成及仿真环境保持相同，实现同一场景在多平台多设备的复用；
6、所述数据处理模块，用于融合处理多平台多设备数据，实现数据统一收集、交换、存储和评估等；
7、所述控制模块，用于调整跨平台交互式系统仿真参数，根据需要联接平台数量及各平台使用设备数以切换联合仿真模式，确保融合驾驶模拟-交通仿真-vr的数字孪生跨平台交互式系统时钟同步、数据同步和场景同步。
8、该系统的跨平台交互式实现方法为：所述控制模块设置仿真参数及联合仿真模式，向多平台实时交互模块、数字孪生场景构建模块、数据处理模块发送控制命令；所述数字孪生场景构建模块生成适用于多平台多设备的数字孪生复用场景，并根据数据处理模块传输的数据动态加载交通参与者轨迹和位置，将数字孪生场景发送到多平台实时交互模块；所述多平台实时交互模块中各平台各设备做进一步处理后，在各自屏幕上显示出来，被试车或被试人根据数字孪生场景中其它交通参与者行为变化做出相应反应；所述数据处理模块同步实时采集和存储多平台多设备数据，并将其传输至数字孪生场景构建模块；在控制模块发送结束仿真命令后，数字孪生跨平台交互式系统仿真过程关闭。
9、优选的，所述数字孪生场景构建模块画面动态刷新帧率、数据处理模块数据采集频率及多平台实时交互模块交互频率相同，且刷新帧率不影响画面连贯性，确保数字孪生场景的高真模拟。
10、优选的，所述多平台实时交互模块中各平台包括驾驶模拟器、交通仿真软件和vr头戴式交互仿真平台；
11、所述驾驶模拟器，利用驾驶人在沉浸式数字孪生场景中开模拟车，获取驾驶人在指定交通环境中的行为、眼动、脑电、生心理等驾驶反应数据；
12、所述交通仿真软件，模拟指定交通环境中机动车、非机动车和行人的交通运行状态，获取机动车、非机动车和行人的行为数据；
13、所述vr头戴式交互仿真平台，利用交通参与者在vr头戴式设备中与沉浸式数字孪生场景进行非接触交互，获取交通参与者在指定交通环境中的行为、动作、手势、面部表情等驾驶反应数据。
14、优选的，所述数字孪生场景构建模块包括数字模型库、场景编辑组件和动态加载组件；
15、所述数字模型库，针对交通安全设施、机电设施、机动车、非机动车、交通参与者、基本路段工程建(构)造物、林地、植被和天气等基本场景单元，采用组件式、可编辑、可交互的数字模型构建技术，形成基本场景单元数字模型库；
16、所述场景编辑组件，根据需要构建道路路线、路面、桥涵、隧道、立交、交安和机电等工程建(构)造物的三维数字模型，重构地形、河流、林地、植被等实体环境模型，搭建指定交通场景基础设施数字底座；
17、所述动态加载组件，在交通场景基础设施数字底座上，基于实时数据加载机动车、非机动车、交通参与者、天气、交通事件等动态元素，同步实时调整动态元素显示状态和位置，实现部分模型的动态加载和显示渲染。
18、优选的，所述数据处理模块包括数据采集组件、数据交互组件、数据存储组件和结果评估组件；
19、所述数据采集组件，实时同步采集驾驶模拟器、交通仿真软件和vr头戴式交互仿真等的多个平台及同一平台多个使用设备的数据；
20、所述数据交互组件，将实时采集数据加载到数字孪生场景中，利用数字孪生场景构建模块的动态加载组件实时显示机动车、非机动车、交通参与者等的轨迹和位置；
21、所述数据存储组件，存储、导出同步采集的多平台多设备数据；
22、所述结果评估组件，对同步采集数据进行统计分析。
23、优选的，该系统的数字孪生场景跨平台的搭建方法具体包括以下步骤：
24、s1：根据所需要仿真的交通环境，统一搭建适用于多平台多设备的数字孪生复用场景；
25、s2：在指定交通环境的数字孪生场景中，通过驾驶模拟器获取被试车驾驶行为数据，通过vr头戴式交互仿真平台获取被试者驾驶行为数据，分析指定交通环境中交通参与者行为特征，输入交通仿真软件修正仿真参数，实现交通仿真软件模拟车辆、模拟行人的驾驶行为与指定交通环境中实际交通参与者行为一致；
26、s3：基于多平台多设备数据实时交互，将多个vr头戴式交互仿真设备输出的被试者数据、交通仿真软件输出的交通参与者数据，以及其余多个驾驶模拟器输出的被试车数据，实时接入到本驾驶模拟器设备中，即本驾驶模拟器设备中除被试车控制的车辆外，其余交通参与者均由其它设备控制；
27、将多个驾驶模拟器输出的被试车数据、交通仿真软件输出的交通参与者数据，以及本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种融合驾驶模拟-仿真-VR的数字孪生跨平台交互式系统，其特征在于，该系统包括多平台实时交互模块、数字孪生场景构建模块、数据处理模块和控制模块；
2.根据权利要求1所述的数字孪生跨平台交互式系统，其特征在于，该系统的跨平台交互式实现方法为：所述控制模块设置仿真参数及联合仿真模式，向多平台实时交互模块、数字孪生场景构建模块、数据处理模块发送控制命令；所述数字孪生场景构建模块生成适用于多平台多设备的数字孪生复用场景，并根据数据处理模块传输的数据动态加载交通参与者轨迹和位置，将数字孪生场景发送到多平台实时交互模块；所述多平台实时交互模块中各平台各设备做进一步处理后，在各自屏幕上显示出来，被试车或被试人根据数字孪生场景中其它交通参与者行为变化做出相应反应；所述数据处理模块同步实时采集和存储多平台多设备数据，并将其传输至数字孪生场景构建模块；在控制模块发送结束仿真命令后，数字孪生跨平台交互式系统仿真过程关闭。
3.根据权利要求1或2所述的数字孪生跨平台交互式系统，其特征在于，所述多平台实时交互模块中各平台包括驾驶模拟器、交通仿真软件和VR头戴式交互仿真平台；p>
4.根据权利要求1或2所述的数字孪生跨平台交互式系统，其特征在于，所述数字孪生场景构建模块包括数字模型库、场景编辑组件和动态加载组件；
5.根据权利要求1或2所述的数字孪生跨平台交互式系统，其特征在于，所述数据处理模块包括数据采集组件、数据交互组件、数据存储组件和结果评估组件；
6.根据权利要求1或2所述的数字孪生跨平台交互式系统，其特征在于，所述数字孪生场景构建模块画面动态刷新帧率、数据处理模块数据采集频率及多平台实时交互模块交互频率相同，且刷新帧率不影响画面连贯性，确保数字孪生场景的高真模拟。
7.根据权利要求1所述的数字孪生跨平台交互式系统，其特征在于，该系统的数字孪生场景跨平台的搭建方法具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种融合驾驶模拟-仿真-vr的数字孪生跨平台交互式系统，其特征在于，该系统包括多平台实时交互模块、数字孪生场景构建模块、数据处理模块和控制模块；
2.根据权利要求1所述的数字孪生跨平台交互式系统，其特征在于，该系统的跨平台交互式实现方法为：所述控制模块设置仿真参数及联合仿真模式，向多平台实时交互模块、数字孪生场景构建模块、数据处理模块发送控制命令；所述数字孪生场景构建模块生成适用于多平台多设备的数字孪生复用场景，并根据数据处理模块传输的数据动态加载交通参与者轨迹和位置，将数字孪生场景发送到多平台实时交互模块；所述多平台实时交互模块中各平台各设备做进一步处理后，在各自屏幕上显示出来，被试车或被试人根据数字孪生场景中其它交通参与者行为变化做出相应反应；所述数据处理模块同步实时采集和存储多平台多设备数据，并将其传输至数字孪生场景构建模块；在控制模块发送结束仿真命令后，数字孪生跨平台交互式系统仿真过程关闭。
【专利技术属性】
技术研发人员：宋浪，俞山川，江维维，王少飞，马璐，谢耀华，周欣，陈晨，朱湧，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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