(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210678623.9 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 李克平　肖雪　陈怡立　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 叶敏华 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 16/22(2019.01) (54)发明名称 一种基于离散网格结构的交叉口全链路交 通仿真方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于离散网格结构的交叉 口全链路交通仿真方法， 包括以下步骤： 首先搭 建基于深度离散网格结构的交通仿真环境， 包 括： 确定仿真时间精度以及离散网格精度； 交叉 口空间离散化处理； 定义交叉口空间网格属性； 确定数据存储 方式； 构建车辆离散化映射与驱动 模型、 交通个体生成模型； 之后分别建立交叉口 博弈决策模 型和轨迹规划模型， 将博弈决策模型 输出的博弈决策结果作为轨迹规划模型的先验 输入和约束条件， 将轨迹规划模 型输出的轨迹规 划和执行结果作为博弈决策模型的输入， 由此构 建出博弈交互决策 ‑轨迹规划的全链路仿真过 程。 与现有技术相比， 本发明能够实现复杂环境 的高精度模拟， 真实地再现 交通个体的不规则运 动。 权利要求书6页 说明书18页 附图7页 CN 115186446 A 2022.10.14 CN 115186446 A 1.一种基于 离散网格结构的交叉口全链路交通仿真方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 搭建基于深度离 散网格结构的交通仿真环境， 包括： 确定仿真时间精度以及离 散网格精度； 交叉口空间离 散化处理； 定义交叉口空间 网格属性； 确定数据存 储方式； 构建车辆 离散化映射与驱动模型、 交通个 体生成模型； S2、 分别建立交叉口博弈决策模型和轨迹规划模型， 将博弈决策模型输出的博弈决策 结果作为轨迹规划模型的先验输入和 约束条件， 将轨迹规划模型输出的轨迹规划和执行结 果作为博 弈决策模型的输入， 由此构建出 博弈交互决策‑轨迹规划的全链路仿真过程。 2.根据权利要求1所述的一种基于离散网格结构的交叉口全链路交通仿真方法， 其特 征在于， 所述 步骤S1中仿真时间精度和离 散网格精度具体为： 其中， Ts为仿真时间精度， rg为离散网格精度， 为交通个体i相应的微观 行为b的最 小速度， 为交通个体i相应的微观行为b的最大速度， ni为交通个体i一个仿真步长内 至多前进的网格数， zi为交通个体i前进一格至多需要的仿真步长数， N*为不含0的自然数 集。 3.根据权利要求2所述的一种基于离散网格结构的交叉口全链路交通仿真方法， 其特 征在于， 所述 步骤S1中交叉口空间离 散化处理的具体过程 为： 以交叉口内部空间的左下角为原点建立直角坐标系， 从进口道最外侧依次对车道编 号， 将交叉口空间离 散化为若干个边长相同的网格， 网格坐标(x， y)范围为： 其中， lr为车道宽度， p、 q为网格编号， m为车道数； 所述步骤S1中交叉口空间 网格属性包括占用属性和车辆属性， 具体为： 占用属性 ＝{永久占用＝ ‑1； 空闲＝0； 临时占用＝1} 车辆属性 ＝{横坐标x； 纵坐标y； 航向角 ψ； 速度v； 加速度a； 前轮转角 δ }； 所述步骤S1中数据存 储方式具体是采用三维哈希 表结构存 储数据。 4.根据权利要求3所述的一种基于离散网格结构的交叉口全链路交通仿真方法， 其特 征在于， 所述 步骤S1中构建车辆 离散化映射与驱动模型的具体过程 为： 首先确定车辆占用的网格空间集合， 假设车辆中心点坐标为(x， y)， 车头朝向与x轴夹 角为θ， 则车辆占用的网格集合为车辆四个顶点坐标(x1， y1)、 (x2， y2)、 (x3， y3)、 (x4， y4)按顺权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115186446 A 2序连接组成对的合围区域ΩT： (x1， y1)＝(x+D·cos( θ +δ )， y+D ·sin( θ +δ )) (x2， y2)＝(x+D·cos( θ +δ )+L ·sin( θ )， y+D·sin( θ +δ )‑L·cos( θ )) (x3， y3)＝(x‑D·cos( θ +δ ) ‑L·sin( θ )， y‑D·sin( θ +δ )+L·cos( θ )) (x4， y4)＝(x‑D·cos( θ +δ )， y ‑D·sin( θ +δ )) 其中， H为车辆轮距， L 为轴距， D为车辆转向时的区域半径； 之后建立车辆驱动模型， 针对交叉口范围内的直行车辆和左转车辆， 所述直行车辆东 西向直行 车路径坐标(xew， yew)、 南北向路径坐标(xsn， ysn)具体为： xew＝x0+v·t ysn＝y0+v·t 其中， (x0， y0)为车辆当前位置坐标， v为行驶速度， t为从(x0， y0)位置开始的仿真时间， mr为进口道车道数量， μ为车辆所在车道编号， W 为车道宽度； 所述左转车辆运动路径具体为： 其中， (x0， y0)为车辆转向的起始点坐标， θ0为车辆转向起始位置的航向角， 当车辆以线 速度v转弯时， ω为车辆角速度， t为从(x0， y0)位置开始的仿真时间。 5.根据权利要求4所述的一种基于离散网格结构的交叉口全链路交通仿真方法， 其特 征在于， 所述 步骤S1中交通个 体生成模型 具体为： 其中， ti+1和ti分别为第i+1和第i个交通个体进入仿真区域的时刻， λ为车辆的平均到达 率， U为区间[0， 1]上的随机数。 6.根据权利要求1所述的一种基于离散网格结构的交叉口全链路交通仿真方法， 其特 征在于， 所述步骤S2具体是根据真实交叉口左转 ‑直行车辆交互过程， 通过确定博弈参与 者、 设计博 弈策略、 收益 函数、 优化目标和求 解算法， 以建立博 弈决策模型。 7.根据权利要求6所述的一种基于离散网格结构的交叉口全链路交通仿真方法， 其特权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115186446 A 3