車路協(xié)同半實物仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、車路協(xié)同系統(tǒng)作為解決當(dāng)前道路交通擁堵、安全與環(huán)保問題的重要手段，正受到越來越多的關(guān)注已成為交通領(lǐng)域的研究熱點。在真實交通場景中進行車路協(xié)同相關(guān)研究，存在系統(tǒng)建設(shè)成本高、維護復(fù)雜、實驗危險性等問題，而軟件仿真實驗又存在理想化建模，忽略人-車-路物理特性對模型結(jié)果的影響的問題。
　　針對上述問題，本文結(jié)合實際車路協(xié)同系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，構(gòu)建道路微縮沙盤、模型車輛、定位系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等實物模塊，在實驗室環(huán)境中搭建貼近于真實環(huán)境的車路協(xié)同半實

2、物仿真系統(tǒng)。既降低了實驗成本和危險性，又能夠在貼近真實交通環(huán)境的情況下對典型交通場景下的車路協(xié)同問題進行建模、仿真與控制等方面的試驗研究，從而為實際的車路協(xié)同研究提供有力的理論支撐和技術(shù)儲備。
　　首先，構(gòu)建了車路協(xié)同半實物仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)由上位機控制軟件、UWB室內(nèi)定位模塊、ZigBee通信模塊、智能模型車輛組成；設(shè)計了基于分層控制的半實物仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，開發(fā)完成了上位機仿真控制軟件、UWB定位模塊及定位算法、ZigBee通信軟硬

3、件模塊。
　　其次，分析并設(shè)計了基于V2V的三種車路協(xié)同場景，包括車輛跟馳場景，車輛換道場景以及車輛超車場景。系統(tǒng)研究了車輛跟馳模型、換道模型及超車模型的相關(guān)理論，并在軟件層面對上述模型進行了仿真和有效性驗證。
　　最后，采用構(gòu)建的車路協(xié)同半實物仿真系統(tǒng)，對基于V2V的三種車路協(xié)同場景進行了半實物模擬仿真試驗。實時采集了試驗過程中不同場景下模型車輛的移動數(shù)據(jù)，并進行了分析。研究結(jié)果表明，車路協(xié)同半實物仿真系統(tǒng)能夠較真實的還原