一种基于数字孪生的数据获取方法及系统与流程

本发明涉及数据获取，特别涉及一种基于数字孪生的数据获取方法及系统。

背景技术：

1、在现有技术cn115099070b一种基于数字孪生的底盘数据获取方法、装置及存储介质中，通过对环境信息和汽车底盘的状态信息、行驶路径进行模拟，获取到汽车底盘的各项数据，但对于获取车祸发生概率的情况，路上的行人是必须考虑到因素之一，该技术只涉及对车辆本身地盘数据的获取，而无法满足其他特殊的需求，比如：要测试车辆在某个城市中行驶时车祸的发生概率和发生车祸时对应的各项条件状况，根据测试结果对驾驶者做出安全的驾驶建议。

2、为此本发明提出一种基于数字孪生的数据获取方法及系统。

3、

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于数字孪生的数据获取方法及系统，旨在解决获取车辆行驶状态数据时无法包含人为因素的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于数字孪生的数据获取方法，包括：

4、根据车辆信息建立第一数字孪生体，按照现实环境建立第二数字孪生体；

5、获取所述现实环境中的行人信息，通过所述行人信息得到行人预测模型；

6、获取车辆在所述现实环境中运行时的第一状态数据，并记录驾驶者的驾驶习惯得到驾驶习惯数据；

7、按照所述行人预测模型设置所述第二数字孪生体，按照所述第一状态数据和所述驾驶习惯数据设置所述第一数字孪生体，使所述第一数字孪生体在所述第二孪生体中进行运行测试，获取到测试结果；

8、根据所述测试结果调整所述第一数字孪生体在所述第二数字孪生体中的运行状态，将所述运行状态作为所述车辆在所述现实环境中的推荐驾驶状态。

9、进一步的，在根据车辆信息建立第一数字孪生体，按照现实环境建立第二数字孪生体的步骤中，包括：

10、建立所述第一数字孪生体所需的第一目标数据，所述第一目标数据包括但不限于车辆的重量、形状、每个档位的加速度、转向的角速度，建立所述第二数字孪生体所需的第二目标数据，所述第二目标数据包括包括但不限于行驶路径、红绿灯时刻表、地面摩擦系数、空气阻力、天气状况。

11、进一步的，在根据车辆信息建立第一数字孪生体，按照现实环境建立第二数字孪生体的步骤中，包括：

12、所述建立数字孪生体的过程包括：

13、在所述车辆上安装多种传感器，驾驶车辆进行行驶测试，采集传感器中的数据，所述传感器中的数据与所述第一目标数据和所述第二目标数据相对应；

14、将所述第一目标数据和所述第二目标数据输入到计算机中，基于物理引擎bullet创建所述第一数字孪生体和所述第二数字孪生体。

15、进一步的，在获取所述现实环境中的行人信息，通过所述行人信息得到行人预测模型的步骤中，包括：

16、通过摄像装置获取每个时间段中每个路段的行人信息；

17、通过行人信息对进行分析得出行人预测模型，所述行人预测模型包括：

18、xt＝f(din)

19、xt表示t时刻目标路段的行人信息，f是预测模型函数，din是输入特征；

20、所述输入特征如下表示：

21、

22、每个路段中下一时刻的行人信息不仅与过去一段时间的行人信息相关，而且与相连路段、上下游路段之间的行人信息有关；xt-1～xt-k表示t时刻前k个连续行人信息观测值，k为时滞，xi表示相连路段的行人信息观测值。

23、将din作为训练数据输入卷积神经网络alexnet进行预设次数的卷积和池化，对多路段多时刻的行人信息进行重复训练至能够预测出任一时刻任一路段的行人信息，当所述预测的结果与实际情况的误差不大于5％即训练完成，经过训练后的alexnet即为行人预测模型。

24、进一步的，在获取车辆在所述现实环境中运行时的第一状态数据，并记录驾驶者的驾驶习惯得到驾驶习惯数据的步骤中，包括：

25、在所述车辆中安装记录仪，记录驾驶者的驾驶习惯；

26、所述驾驶习惯包括但不限于：刹车反应时间、常规行驶速度、超车习惯。

27、进一步的，在按照所述行人预测模型设置所述第二数字孪生体，按照所述第一状态数据和所述驾驶习惯数据设置所述第一数字孪生体，使所述第一数字孪生体在所述第二孪生体中进行运行测试，获取到测试结果的步骤中，包括：

28、将所述第一状态数据设置为所述第一数字孪生体的基本运行状态，并在所述第二数字孪生体中完成运行测试；

29、根据所述行人预测模型在所述第二数字孪生体中的各个路段随机生成仿真行人模型；

30、将所述驾驶习惯数据融入所述第一数字孪生体使所述第一数字孪生体达到仿人工驾驶的程度；

31、所述第一数字孪生体在所述第二孪生体中运行，获取多种运行状况下的目标数据。

32、进一步的，在将所述第一状态数据设置为所述第一数字孪生体的基本运行状态，并在所述第二数字孪生体中完成运行测试的步骤中，包括：

33、所述基本运行状态表示为：

34、

35、v是所述第一数字孪生体运行的基本速度，d是换档带来的加速度，ρ1是地面摩擦力，ρ2是刹车摩擦力，t是时间，将从测试开始的初始速度与每一时刻的加速度相加，即为该时刻所述第一数字孪生体的速度。

36、进一步的，在根据所述测试结果调整所述第一数字孪生体在所述第二数字孪生体中的运行状态，将所述运行状态作为所述车辆在所述现实环境中的推荐驾驶状态的步骤中，包括：

37、调整所述第一数字孪生体在所述第二数字孪生体中的运行路径数据、速度数据、驾驶习惯数据，再次进行测试，若测试结果满足预设标准，则将所述行驶路径数据、所述速度数据、所述驾驶习惯数据作为所述车辆在所述现实环境中的推荐驾驶状态；

38、所述预设标准包括：所述第一数字孪生体按照交通规则行驶到目的地，且不会撞到所述仿真行人模型。

39、一种基于数字孪生的数据获取系统，包括：

40、建立模块：根据车辆信息建立第一数字孪生体，按照现实环境建立第二数字孪生体；

41、行人预测模块：获取所述现实环境中的行人信息，通过所述行人信息得到行人预测模型；

42、获取驾驶习惯模块：获取车辆在所述现实环境中运行时的第一状态数据，并记录驾驶者的驾驶习惯得到驾驶习惯数据；

43、测试模块：按照所述行人预测模型设置所述第二数字孪生体，按照所述第一状态数据和所述驾驶习惯数据设置所述第一数字孪生体，使所述第一数字孪生体在所述第二孪生体中进行运行测试，获取到测试结果；

44、应用模块：根据所述测试结果调整所述第一数字孪生体在所述第二数字孪生体中的运行状态，将所述运行状态作为所述车辆在所述现实环境中的推荐驾驶状态。

45、本发明提供了一种基于数字孪生的数据获取方法，具有以下有益效果：

46、(1)通过对获取数据的目标对象建模，在计算机中还原出与其一致的数字孪生体，使用数字孪生体替代所述目标对象运行，获取所述数字孪生体的运行时数据来替代目标对象的运行时数据，能够随意模拟环境来进行测试，成本低且无危险；

47、(2)通过对现实环境中各个路段行人信息的统计和学习，掌握学习规律得到一个行人信息预测模型，通过所述行人信息预测模型在所述第二数字孪生体中重现出行人信息，使所述第二数字孪生体更加逼真，从而使所述第一数字孪生体的运行更接近真实状况，获得的数据更加客观、有效；

48、(3)通过对主导目标对象运行的人的行为习惯进行学习，将学习结果作为所述第一数字孪生体的一部分，使其更加符合实际运行状况，能够在完全不使人面临危险的同时，完成有人参与的情况下的数据获取。

技术特征：

1.一种基于数字孪生的数据获取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的数据获取方法，其特征在于，在根据车辆信息建立第一数字孪生体，按照现实环境建立第二数字孪生体的步骤中，包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的数据获取方法，其特征在于，在根据车辆信息建立第一数字孪生体，按照现实环境建立第二数字孪生体的步骤中，包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的数据获取方法，其特征在于，在获取所述现实环境中的行人信息，通过所述行人信息得到行人预测模型的步骤中，包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的数据获取方法，其特征在于，在获取车辆在所述现实环境中运行时的第一状态数据，并记录驾驶者的驾驶习惯得到驾驶习惯数据的步骤中，包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的数据获取方法，其特征在于，在按照所述行人预测模型设置所述第二数字孪生体，按照所述第一状态数据和所述驾驶习惯数据设置所述第一数字孪生体，使所述第一数字孪生体在所述第二孪生体中进行运行测试，获取到测试结果的步骤中，包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生的数据获取方法，其特征在于，在将所述第一状态数据设置为所述第一数字孪生体的基本运行状态，并在所述第二数字孪生体中完成运行测试的步骤中，包括：

8.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的数据获取方法，其特征在于，在根据所述测试结果调整所述第一数字孪生体在所述第二数字孪生体中的运行状态，将所述运行状态作为所述车辆在所述现实环境中的推荐驾驶状态的步骤中，包括：

9.一种基于数字孪生的数据获取系统，其特征在于，应用于所述权利要求1～8中的任一项基于数字孪生的数据获取方法，所述数据获取系统包括：

技术总结
本发明提供了一种基于数字孪生的数据获取方法及其系统，运用于数据获取技术领域，其方法包括：根据车辆信息建立第一数字孪生体，按照现实环境建立第二数字孪生体；获取所述现实环境中的行人信息得到行人预测模型；获取车辆在所述现实环境中运行时的第一状态数据，并记录驾驶者的驾驶习惯得到驾驶习惯数据；使所述第一数字孪生体在所述第二孪生体中进行运行测试，获取到测试结果；根据所述测试结果调整所述第一数字孪生体在所述第二数字孪生体中的运行状态，将所述运行状态作为所述车辆在所述现实环境中的推荐驾驶状态；通过创建出仿真的数字孪生体，根据数字孪生体的运行状态指导现实车辆的驾驶状态。

技术研发人员：吕忠标
受保护的技术使用者：吕忠标
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23