一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统及控制方法

本申请涉及数字交通，尤其涉及一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统及控制方法。

背景技术：

1、道路交通相较于其他交通方式，具有较高的复杂度。道路交通通常包括各种不同类型的车辆，并且外部车辆的并行、变道和超车等行为，都会对正常行驶的车辆造成影响。同时，道路条件对车辆的正常运行也会有很大的影响，如道路的状况、质量和容量等因素都会增加道路交通的复杂性。

2、目前可通过摄像机、雷达等感知设备收集的路上的车辆数据并利用智能算法或数字孪生模型对道路现场的车辆的运行状态进行模拟，进而生成行驶辅助信息，以辅助驾驶员作出更适合的驾驶决策，但现有的方式在面对车流量大的复杂路况时，容易出现行驶辅助信息失准的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统及控制方法，用于解决现有的方式在面对车流量大的复杂路况时，容易出现行驶辅助信息失准的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，包括：车辆跟随子系统、车辆扫描子系统和控制子系统；

3、所述车辆跟随子系统包括：车辆感应装置、导轨和驱动机构，其中，所述车辆感应装置用于与目标车辆进行无线通信，采集所述目标车辆的车辆状态信息，所述驱动机构用于驱动所述车辆感应装置沿所述导轨，跟随所述目标车辆移动；

4、所述车辆扫描子系统用于扫描目标路段上行驶车辆的车辆轮廓空间数据，其中，所述车辆轮廓空间数据包括车辆轮廓的形状以及所述车辆轮廓占据的道路空间；

5、所述控制子系统用于根据接收到的所述车辆状态信息和所述车辆轮廓空间数据，更新所述目标路段的路段数字孪生模型，并基于所述路段数字孪生模型生成车辆行驶辅助信息并反馈至所述目标车辆。

6、优选地，所述导轨包括：纵向导轨和横向导轨，其中，所述纵向导轨为沿所述目标路段铺设的导轨，所述驱动机构包括：第一驱动结构和第二驱动机构；

7、所述车辆感应装置装配在所述横向导轨上，且与所述横向导轨活动连接；

8、所述横向导轨装配在所述纵向导轨上，且与所述横向导轨活动连接；

9、所述第一驱动机构用于驱动所述横向导轨在所述纵向导轨上移动，所述第二驱动机构用于驱动所述车辆感应装置在所述横向导轨上移动。

10、优选地，所述纵向导轨为基于竖直平面铺设的环形导轨。

11、优选地，所述纵向导轨为基于横向平面铺设的环形导轨。

12、优选地，还包括：路面障碍识别子系统，所述路面障碍识别子系统包括：图像采集模块和图像识别模块；

13、所述图像识别模块用于根据所述图像采集模块采集到的路面图像，结合预设的障碍物图像识别模型，得到所述目标路段的障碍物识别结果，再将所述障碍物识别结果上传至所述控制子系统，以使得所述控制子系统用于根据接收到的所述障碍物识别结果，更新所述目标路段的路段数字孪生模型。

14、优选地，所述车辆跟随子系统埋设在所述目标路段的路面之下。

15、优选地，所述车辆感应装置中还包括：无线充电发射模块，用于对所述目标车辆进行无线充电。

16、优选地，还包括：强化玻璃条带；

17、所述目标路段的路面上设置有路面通孔，所述强化玻璃条带嵌入并固定在所述路面通孔中。

18、同时，本申请第二方面提供了一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统的控制方法，应用于如本申请第一方面提供的基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，所述控制方法包括：

19、通过车辆扫描子系统实时采集目标路段上行驶车辆的车辆轮廓空间数据；

20、当接收到车辆跟随辅助请求，提取所述车辆跟随辅助请求中的车辆识别信息，再将所述车辆识别信息下发至车辆跟随子系统，以使得所述车辆跟随子系统在检测到所述车辆识别信息对应的目标车辆时，执行对所述目标车辆的跟随任务，并实时采集所述目标车辆的车辆状态信息；

21、根据接收到的所述车辆状态信息和所述车辆轮廓空间数据，更新所述目标路段的路段数字孪生模型，并基于所述路段数字孪生模型生成车辆行驶辅助信息并反馈至所述目标车辆。

22、优选地，所述更新所述目标路段的路段数字孪生模型之后还包括：

23、根据当前所述路段数字孪生模型中的实时目标车辆状态和实时交通状态，通过基于预设的遗传算法和随机模拟算法构建的行驶路径寻优模型进行路径寻优，得到所述目标车辆的参考行驶路径。

24、从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

25、本申请提供的车辆行驶辅助系统包括：车辆跟随子系统、车辆扫描子系统和控制子系统，当车辆跟随子系统检测到目标车辆接近时，可通过导轨和驱动机构，控制车辆感应装置跟随目标车辆沿目标路段行驶，实现对该目标车辆的数据跟踪采集，确保能稳定采集目标车辆信息，将采集到的车辆状态数据和通过车辆扫描子系统采集的车辆轮廓空间数据同步到控制子系统，由控制子系统更新该目标路段对应的交通数字孪生模型，孪生模型生成车辆行驶辅助信息并反馈给目标车辆，从而为目标车辆提供更高准度、更稳定的车辆行驶辅助服务，解决了现有的方式在面对车流量大的复杂路况时，容易出现行驶辅助信息失准的技术问题。

技术特征：

1.一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，其特征在于，包括：车辆跟随子系统、车辆扫描子系统和控制子系统，所述车辆跟随子系统和所述车辆扫描子系统均与所述控制子系统通信连接；

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，其特征在于，所述导轨包括：纵向导轨和横向导轨，其中，所述纵向导轨为沿所述目标路段铺设的导轨，所述驱动机构包括：第一驱动结构和第二驱动机构；

3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，其特征在于，所述纵向导轨为基于竖直平面铺设的环形导轨。

4.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，其特征在于，所述纵向导轨为基于横向平面铺设的环形导轨。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，其特征在于，还包括：路面障碍识别子系统，所述路面障碍识别子系统包括：图像采集模块和图像识别模块；

6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，其特征在于，所述车辆跟随子系统埋设在所述目标路段的路面之下。

7.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，其特征在于，所述车辆感应装置中还包括：无线充电发射模块，用于对所述目标车辆进行无线充电。

8.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，其特征在于，还包括：强化玻璃条带；

9.一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统的控制方法，应用于如权利要求1至8任意一项所述的基于数字孪生的车辆行驶辅助系统，其特征在于，所述控制方法包括：

10.根据权利要求9所述的一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统的控制方法，其特征在于，所述更新所述目标路段的路段数字孪生模型之后还包括：

技术总结本申请公开了一种基于数字孪生的车辆行驶辅助系统及控制方法，本申请提供的车辆行驶辅助系统包括：车辆跟随子系统、车辆扫描子系统和控制子系统，当车辆跟随子系统检测到目标车辆接近时，可通过导轨和驱动机构，控制车辆感应装置跟随目标车辆沿目标路段行驶，实现对该目标车辆的数据跟踪采集，确保能稳定采集目标车辆信息，将采集到的车辆状态数据和通过车辆扫描子系统采集的车辆轮廓空间数据同步到控制子系统，由控制子系统更新该目标路段对应的交通数字孪生模型，孪生模型生成车辆行驶辅助信息并反馈给目标车辆，从而为目标车辆提供更高准度、更稳定的车辆行驶辅助服务，解决了现有的方式在面对复杂路况时，容易失准的技术问题。技术研发人员：李雄,杨岳,倪晓升受保护的技术使用者：中山大学技术研发日：技术公布日：2024/12/23