一种数字孪生车状态数据的增强配准方法和系统

文档序号:37517900发布日期:2024-04-01 14:30阅读:116来源:国知局

本发明涉及数字孪生车领域,特别是涉及一种数字孪生车状态数据的增强配准方法和系统。


背景技术:

1、随着数字孪生技术的快速发展,越来越多的领域开始使用到了数字孪生技术;例如,在无人车辆的研发过程中,通过数字孪生技术将数字孪生车与实车相互关联,实现虚实一体化的试验环境;这样的平行试验系统和方法能够模拟实车在实际工作场景中的行为和性能,提供真实的操作体验和准确的数据反馈;无人特种车辆为履带特种车辆,履带特种车辆在非规格化路面上进行活动,现有测试方法中,并未对此类特种车辆进行适配,且实际应用时,会在数字孪生车所处的虚拟环境中添加障碍物,并将障碍物信息发送至实车,以检验实车遇到障碍物时的行为;然而,虽然数字孪生车所处的环境是模拟的实车的环境,由于实车的环境中存在有若干不确定的影响因素,例如,风阻、由于时间因素导致的物理环境的变化等;会导致数字孪生车与实车在遇到同一虚拟障碍物时,所做出的行为的时机存在较大差异,导致试验数据不准确。


技术实现思路

1、针对上述技术问题,本发明采用的技术方案为:

2、根据本申请的第一方面,提供了一种数字孪生车状态数据的增强配准方法,所述方法应用于数字孪生车试验系统的配准模块,所述系统还包括虚拟仿真环境,虚拟仿真环境与配准模块通讯连接,配准模块与预设的实车通讯连接;所述虚拟仿真环境包括数字孪生车、数字孪生车状态采集模块和数字孪生车控制模块,数字孪生车状态采集模块用于采集数字孪生车的状态数据,并将数字孪生车的状态数据发送至配准模块。

3、实车包括实车感知模块和实车自主决策模块;所述实车感知模块和所述实车自主决策模块通讯连接,所述实车感知模块用于感知物理环境信息,并将物理环境信息发送至配准模块;所述实车自主决策模块用于根据物理环境信息以及实车的状态数据生成实车控制指令,以通过实车控制指令控制实车行驶;一辆数字孪生车与一辆实车一一对应。

4、所述配准模块用于根据实车的状态数据与数字孪生车的状态数据,生成修正控制指令,并将修正控制指令或实车控制指令发送至数字孪生车控制模块,以通过数字孪生车控制模块控制数字孪生车行驶;所述方法包括以下步骤:

5、s100,获取数字孪生车与目标障碍物的距离la;其中,目标障碍物为虚拟仿真环境中位于数字孪生车前方且距离最近的虚拟障碍物;所述实车实时获取目标障碍物的信息;

6、s200,若la≤qr+δl,则将配准模块当前的第一数据处理频率fq调整为预设的第二数据处理频率f_max;其中,f_max>fq;qr为实车的距离传感器的最大检测距离,δl为距离阈值,使得配准模块以f_max的频率生成修正控制指令;

7、s300,若la≤qr,则将配准模块当前的第二数据处理频率f_max调整为第一数据处理频率fq,使得配准模块以fq的频率生成修正控制指令。

8、根据本申请的另一方面,还提供一种数字孪生车状态数据的增强配准系统,所述系统包括:配准模块和虚拟仿真环境,虚拟仿真环境与配准模块通讯连接,配准模块与预设的实车通讯连接;所述虚拟仿真环境包括数字孪生车、数字孪生车状态采集模块和数字孪生车控制模块,数字孪生车状态采集模块用于采集数字孪生车的状态数据,并将数字孪生车的状态数据发送至配准模块。

9、实车包括实车感知模块和实车自主决策模块;所述实车感知模块和所述实车自主决策模块通讯连接,所述实车感知模块用于感知物理环境信息,并将物理环境信息发送至配准模块;所述实车自主决策模块用于根据物理环境信息以及实车的状态数据生成实车控制指令,以通过实车控制指令控制实车行驶;一辆数字孪生车与一辆实车一一对应。

10、所述配准模块用于根据实车的状态数据与数字孪生车的状态数据,生成修正控制指令,并将修正控制指令或实车控制指令发送至数字孪生车控制模块,以通过数字孪生车控制模块控制数字孪生车行驶;所述配准模块用于执行以下步骤:

11、s100,获取数字孪生车与目标障碍物的距离la;其中,目标障碍物为虚拟仿真环境中位于数字孪生车前方且距离最近的虚拟障碍物;所述实车实时获取目标障碍物的信息。

12、s200,若la≤qr+δl,则将配准模块当前的第一数据处理频率fq调整为预设的第二数据处理频率f_max;其中,f_max>fq;qr为实车的距离传感器的最大检测距离,δl为距离阈值,使得配准模块以f_max的频率生成修正控制指令。

13、s300,若la≤qr,则将配准模块当前的第二数据处理频率f_max调整为第一数据处理频率fq,使得配准模块以fq的频率生成修正控制指令。

14、本发明至少具有以下有益效果:

15、本发明的数字孪生车状态数据的增强配准方法,用于数字孪生车试验系统的配准模块,配准模块实时获取数字孪生车与目标障碍物的距离la,当la≤qr+δl时,表示数字孪生车与目标障碍物之间的距离较小,而实车也能够实时获取目标障碍物的信息,数字孪生车是与实车保持相对同步状态,故而,此时实车也能够感知到与目标障碍物的距离较近,当实车与目标障碍物信息对应的虚拟障碍物之间的距离小于qr时,实车会自主做出规避行为,在此期间需要保持数字孪生车与实车的状态同步;因此,本发明中,若la≤qr+δl,则将配准模块当前的第一数据处理频率fq调整为预设的第二数据处理频率f_max;即增大配准模块生成修正控制指令的频率,使得配准模块在δl距离内能够发送较多的修正控制指令,从而增大数字孪生车的状态修正次数,使得数字孪生车与实车之间状态在距离目标障碍物的距离为qr之前已达到同步,从而确保数字孪生车与实车能够在同一时机做出规避行为,提高试验数据的准确性。

16、进一步的,当la≤qr时,将配准模块当前的第二数据处理频率f_max调整为第一数据处理频率fq;由于数字孪生车与实车之间状态在距离目标障碍物的距离为qr之前已达到同步,因此,降低配准模块的数据处理频率,能够降低系统整体算力占用,提高运行效率。



技术特征:

1.一种数字孪生车状态数据的增强配准方法,其特征在于,所述方法应用于数字孪生车试验系统的配准模块,所述系统还包括虚拟仿真环境,虚拟仿真环境与配准模块通讯连接,配准模块与预设的实车通讯连接;所述虚拟仿真环境包括数字孪生车、数字孪生车状态采集模块和数字孪生车控制模块,数字孪生车状态采集模块用于采集数字孪生车的状态数据,并将数字孪生车的状态数据发送至配准模块;

2.根据权利要求1所述的数字孪生车状态数据的增强配准方法,其特征在于,f_max通过以下步骤确定:

3.根据权利要求1所述的数字孪生车状态数据的增强配准方法,其特征在于,所述数字孪生车的状态数据包括数字孪生车当前的速度v1,所述实车的状态数据包括实车当前的速度v2以及实车与虚拟点之间的距离lb,虚拟点为真实场景中与虚拟障碍物对应的点;δl通过以下步骤确定:

4.根据权利要求1所述的数字孪生车状态数据的增强配准方法,其特征在于,所述配准模块与预设的实车通讯连接,包括:所述配准模块与预设的实车通过无线的方式通讯连接。

5.根据权利要求1所述的数字孪生车状态数据的增强配准方法,其特征在于,所述实车状态数据包括实车的位置数据、姿态数据和速度数据;姿态数据包括实车对应的倾角和车头朝向。

6.根据权利要求1所述的数字孪生车状态数据的增强配准方法,其特征在于,所述实车控制指令包括期望速度和期望曲率。

7.根据权利要求1所述的数字孪生车状态数据的增强配准方法,其特征在于,所述修正控制指令包括数字孪生车对应的速度和曲率。

8.一种数字孪生车状态数据的增强配准系统,其特征在于,所述系统包括:配准模块和虚拟仿真环境,虚拟仿真环境与配准模块通讯连接,配准模块与预设的实车通讯连接;所述虚拟仿真环境包括数字孪生车、数字孪生车状态采集模块和数字孪生车控制模块,数字孪生车状态采集模块用于采集数字孪生车的状态数据,并将数字孪生车的状态数据发送至配准模块;


技术总结
本发明提供了一种数字孪生车状态数据的增强配准方法和系统,涉及数字孪生车领域,所述方法包括:获取数字孪生车与目标障碍物的距离LA;若LA≤QR+ΔL,则将配准模块当前的第一数据处理频率FQ调整为预设的第二数据处理频率F_max;其中,F_max>FQ;QR为实车的距离传感器的最大检测距离,ΔL为距离阈值,使得配准模块以F_max的频率生成修正控制指令;若LA≤QR,则将配准模块当前的第二数据处理频率F_max调整为第一数据处理频率FQ,使得配准模块以FQ的频率生成修正控制指令;本发明能够确保数字孪生车与实车能够在同一时机做出规避行为,提高试验数据的准确性。

技术研发人员:杨建华,毛乐伟
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/3/31
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