一种基于数字孪生模型的路网控制方法、装置及存储介质制造方法及图纸

技术编号：40649117 阅读：6 留言：0更新日期：2024-03-13 21:27

本发明专利技术涉及一种基于数字孪生模型的路网控制方法、装置及存储介质，应用于路网控制技术领域，包括：获取目标区域的高精地图的结构化数据，并基于该结构化数据建立数字孪生模型，建立数字孪生模型的数据库，使得数据库的变化可以在数字孪生模型中进行展示，对数据库中的数据进行规则定义，使得用户可以对特定的数据进行修改，从而在数字孪生模型中进行交通调控，在现实中进行相应的路网调控，通过获取进入到目标区域的车辆的实时数据并在数字孪生模型中进行映射，使得交通部门可以在数字孪生模型中观察到交通调控后的目标区域的整体车流状态。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及路网控制，具体涉及一种基于数字孪生模型的路网控制方法、装置及存储介质。

技术介绍

1、高精地图(high-precision map)又可称为高精度地图，是指高精度、精细化定义的地图，可为自动驾驶汽车提供精准的定位，并在汽车传感器的基础上辅助车辆感知周边环境，实现决策规划，同时提高自动驾驶安全性。高精地图数据具有高精度、大体量，但是使用范围仅仅局限于智能汽车自动驾驶。

2、现有高精地图数据主要是面向机器或自动驾驶汽车，主要针对物理属性(几何、拓扑、基本属性)等要素进行模型构建，在道路交通管理领域应用时缺乏对地图交通管控要素(交通标志、交通标线、交通信号灯等)的内在效能、相关规则、关联关系等语义的构建，多为静态模型展示，导致交通管理部门不能利用高精地图实现对道路运行情况的控制及决策，可以实现通过数据传输接口完成简单功能的控制效果(可变信息板信息发布、可变交通标志的信号调整)，无法有效支撑交通管理、指挥调度等交通管理部门业务，不能支撑交通管理部门作出精准的判断、决策及控制手段，不能有效起到科技解放人力的作用。

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基于数字孪生模型的路网控制方法、装置及存储介质，以解决现有技术中，高精地图多为静态模型展示，不能动态的展示交通调控后的结果，导致交通管理部门不能利用高精地图实现对道路运行情况的控制及决策的问题。

2、根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于数字孪生模型的路网控制方法，所述方法包括：</p>

3、构建目标区域的高精地图，对所述高精地图进行解析，获取所述高精地图的几何信息以及要素信息；

4、根据所述高精地图的几何信息以及要素信息构建目标区域的数字孪生模型；

5、获取所述高精地图的结构化数据，并建立静态交通信息库，将所述静态交通信息库与所述数字孪生模型建立联系；

6、获取所述静态交通信息库中的道路信息，对所述道路信息的基础属性进行规则定义；

7、通过智能车载设备获取进入到所述目标区域的现实车辆的行驶数据并发送给数据孪生模型的控制器，所述数字孪生模型的控制器根据所述现实车辆的行驶数据控制预搭建好的车辆模型，使得所述车辆模型在所述数字孪生模型中对现实车辆在物理世界的真实状态进行表达，完成虚实映射；

8、基于定义好的道路信息的基础属性的规则，在数字孪生模型中调用并修改道路信息的基础属性，基于修改的道路信息的基础属性在现实中进行同步路网调控，在数字孪生模型中获取对现实进行路网调控后的目标区域的整体车流情况，并基于所述目标区域的整体车流情况进行下一步路网调控。

9、优选地，还包括：

10、向构建好的目标区域的数字孪生模型的道路边缘中插入任意的模型，插入方法为：

11、获取数字孪生模型中道路中线任意两点的坐标，根据道路中线任意两点的坐标计算斜率；

12、获取数字孪生模型中道路中线任意两点的坐标，根据道路中线任意两点的坐标计算斜率；

13、获取数字孪生模型中道路宽度，根据道路宽度获取道路中线到道路任意一侧的距离；

14、根据斜率以及道路中线到道路任意一侧的距离获取插入点坐标，根据插入点坐标向道路两旁插入任意模型。

15、优选地，

16、所述根据所述高精地图的几何信息以及要素信息构建目标区域的数字孪生模型包括：

17、对所述高精地图进行解析，获得高精地图中的几何信息和要素信息，根据所述几何信息以及要素信息转换为3d模型，生成3d路网，并以三维obj文件进行保存；

18、当所述3d路网生成后，利用obj三维模型文件，通过cesium软件进行自动瓦片化处理为3dtiles格式数据文件，加载到webgl引擎中进行3d可视化渲染，生成数字孪生模型。

19、优选地，

20、所述获取所述静态交通信息库中的道路信息包括：

21、获取所述静态交通信息库中的道路信息、路段信息、车道信息以及交叉口信息。

22、优选地，

23、所述对所述道路信息的基础属性进行规则定义包括：

24、将所述道路信息、路段信息、车道信息以及交叉口信息按照层次从高到低进行排列，其中，所述道路信息作为最高规则层次，将所述路段信息作为第二规则层次，将所述车道信息作为第三规则层次，将所述交叉口信息作为第四规则层次；

25、将所述道路信息、路段信息、车道信息以及交叉口信息的基本属性均定义为静态规则或动态规则，其中，静态规则不可修改变动，动态规则可以根据后续的路网调控需求进行修改变动，同时，在高层次上定义的规则适用于所有低层次。

26、优选地，还包括：

27、所述基于定义好的道路信息的基础属性的规则，在数字孪生模型中调用并修改道路信息的基础属性包括：

28、获取所述动态规则相对应的属性字段，在所述属性字段中对所述动态规则进行编辑修改，所述数字孪生模型中的道路、路段、车道或交叉口根据所述动态规则的变动进行相应的变动。

29、优选地，

30、所述通过智能车载设备获取进入到所述目标区域的现实车辆的行驶数据并发送给数据孪生模型的控制器包括：

31、当所述智能网联车辆行驶进入到所述目标区域中时，通过智能车载设备obu通过lte-v与物理世界的环境构成通信并收集行驶数据返回至所述智能车载设备，所述行驶数据包括：车辆自身id、gps位置、行驶速度以及航向角；

32、上位机与智能车载设备obu通过以太网/wlan建立网络连接，并由所述智能车载设备obu将获取的行驶数据传输至上位机；

33、所述上位机通过数字孪生引擎与数字孪生模型的控制器建立tcp/ip网络连接，并实时将行驶数据传入数字孪生模型的控制器。

34、优选地，

35、所述高精地图的结构化数据包括：

36、道路参考线的id号、起点及终点坐标、参考线形状以及限速值属性；

37、车道中心线的id号、关联道路参考线id、车道起点及终点坐标、中心线形状、车道宽度以及车道限速值；

38、车道边线的id号、颜色、线型以及数量；

39、交通标志的id号、类型、几何尺寸以及坐标位置；

40、交通标线的id号、类型、几何尺寸、颜色以及线型；

41、道路附属设施的id号以及类型；

42、道路之间的几何拓扑关系、道路坡度以及曲率航向信息。

43、根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种基于数字孪生模型的路网控制装置，所述装置包括：

44、地图数据获取模块：用于构建目标区域的高精地图，对所述高精地图进行解析，获取所述高精地图的几何信息以及要素信息；

45、数字孪生模型构建模块：用于根据所述高精地图的几何信息以及要素信息构建目标区域的数字孪生模型；

46、关联模块：用于获取所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数字孪生模型的路网控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

9.一种基于数字孪生模型的路网控制装置，其特征在于，所述装置包括：

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被主控器执行时，实现如权利要求1-8任一项所述的一种基于数字孪生模型的路网控制方法中的各个步骤。

【技术特征摘要】