本發(fā)明涉及智能交通仿真、數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)及仿真方法。

背景技術(shù)：

交通擁堵已經(jīng)成為全球大城市發(fā)展的瓶頸之一，道路交通系統(tǒng)是由多要素構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，這些要素既獨立作用又相互制約，共同決定了這個復(fù)雜系統(tǒng)的運行狀況。傳統(tǒng)的運用數(shù)學(xué)模型方法對交通狀況進行理論分析存在很大的難度，而現(xiàn)場實證又受實際場景限制、實施成本大且安全性低。

目前，智能交通仿真研究被認為是優(yōu)化控制實際交通系統(tǒng)的有效方法之一。因為它可以模擬復(fù)雜的實際交通狀況，屏蔽了繁冗的數(shù)學(xué)運算，避免了在實際交通系統(tǒng)實驗存在的安全問題。智能交通仿真多采用分布式方案，將大區(qū)域劃分為多個小區(qū)域在多臺計算機上分布式并行仿真，以達到提高仿真速度的目的。然而，現(xiàn)有的分布式模型預(yù)測控制方法還存在不足：(1)需要搭建大型的實物模擬平臺，如荷蘭國家應(yīng)用科學(xué)研究院，德國柏林交通系統(tǒng)研究所，美國拉斯莫斯國家實驗室，麻省理工mitsim實驗室、武漢理工大學(xué)、軍事交通學(xué)院都建造了相應(yīng)的實物模擬平臺。(2)現(xiàn)有的分布式仿真模型的柔性不足，無法靈活快速地適應(yīng)智能交通仿真需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題提供了一種基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)及仿真方法，利用復(fù)數(shù)個微型機器人單體模擬車輛在實驗平臺中進行交通仿真。

本發(fā)明提供了一種基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)，具有這樣的特征，包括：用戶終端，被用戶持有；模擬終端，與所述用戶終端進行通信連接；以及云端服務(wù)器，通過通信網(wǎng)絡(luò)與所述用戶終端以及所述模擬終端進行通信連接，其中，所述用戶終端包含：畫面存儲部、輸入顯示部、數(shù)據(jù)處理分析部以及用戶終端通信部，所述模擬終端包含：執(zhí)行指令存儲部、執(zhí)行指令獲取部、執(zhí)行部、實驗數(shù)據(jù)采集部以及模擬終端通信部，所述云端服務(wù)器包含：數(shù)據(jù)存儲部、控制存儲部以及云端通信部，所述畫面存儲部存儲有指令輸入畫面，所述執(zhí)行指令存儲部存儲有預(yù)定執(zhí)行腳本所述輸入顯示部顯示指令輸入畫面讓用戶輸入實驗指令，所述用戶終端通信部發(fā)送所述實驗指令至所述模擬終端，所述模擬終端通信部接收所述實驗指令，所述執(zhí)行指令獲取部基于所述實驗指令從所述執(zhí)行指令存儲部中獲取所述預(yù)定執(zhí)行腳本，所述執(zhí)行部根據(jù)所述預(yù)定執(zhí)行腳本對所述微型機器人單體和所述實驗平臺進行控制，所述實驗數(shù)據(jù)采集部采集實驗數(shù)據(jù)，所述模擬終端通信部發(fā)送所述實驗數(shù)據(jù)至所述用戶終端，所述用戶終端通信部接收所述實驗數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理分析部對所述實驗數(shù)據(jù)進行處理分析得到分析數(shù)據(jù)，所述用戶終端通信部發(fā)送所述分析數(shù)據(jù)和所述實驗數(shù)據(jù)至所述云端服務(wù)器，所述云端通信部接收所述分析數(shù)據(jù)和所述實驗數(shù)據(jù)，所述控制存儲部控制所述數(shù)據(jù)存儲部對所述分析數(shù)據(jù)和所述實驗數(shù)據(jù)進行存儲。

在本發(fā)明提供的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，預(yù)定執(zhí)行腳本包含至少導(dǎo)航腳本、協(xié)同腳本以及生存腳本。

在本發(fā)明提供的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，所述執(zhí)行部具有：模擬交通信號模塊，設(shè)置在所述實驗平臺上，產(chǎn)生模擬交通信號；信號接收模塊，設(shè)置在所述微型機器人單體上，接收所述模擬交通信號；車輛位置感知模塊，設(shè)置在所述微型機器人單體上，通過紅外信號測得所述微型機器人單體與周邊微型機器人單體的相對位置；車輛方向感知模塊，設(shè)置在所述微型機器人單體上，用于測量所述微型機器人單體的朝向；車輛運動控制模塊，設(shè)置在所述微型機器人單體上，用于控制所述微型機器人單體的運動狀態(tài)。

在本發(fā)明提供的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，實驗數(shù)據(jù)采集部具有：車輛身份信息采集模塊，采集每個微型機器人單體的至少編號數(shù)據(jù)；靜態(tài)位置識別模塊，采集每個微型機器人單體的靜態(tài)位置數(shù)據(jù)；圖像分塊采集模塊，將實驗平臺分割為多塊圖像區(qū)域，并采集圖塊數(shù)據(jù)；車輛運行軌跡采集模塊，采集每個微型機器人單體的運行軌跡數(shù)據(jù)；動力學(xué)數(shù)據(jù)采集模塊，采集每個微型機器人單體的至少速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)；環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊，采集交通模擬系統(tǒng)中的環(huán)境數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明提供的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，數(shù)據(jù)處理分析部包括：數(shù)據(jù)整理模塊、數(shù)據(jù)清洗模塊、數(shù)據(jù)修補模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊、數(shù)據(jù)建模模塊以及數(shù)據(jù)驗證模塊。

在本發(fā)明提供的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，云端服務(wù)器還包括搜索獲取部，畫面存儲部還存儲有查看畫面，輸入顯示部顯示查看畫面讓用戶輸入查看指令，用戶終端通信部發(fā)送查看指令至云端服務(wù)器，搜索獲取部基于查看指令從數(shù)據(jù)存儲部獲取相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)或相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)，云端通信部發(fā)送相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)或相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)至用戶終端，用戶終端通信部接收相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)或相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)，輸入顯示部顯示相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)或相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)令用戶查看。

在本發(fā)明提供的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，模擬終端還包含更新控制存儲部，畫面存儲部還存儲有更新腳本畫面，輸入顯示部顯示更新畫面讓用戶輸入更新的執(zhí)行腳本，用戶終端通信部發(fā)送更新的執(zhí)行腳本至模擬終端，模擬終端通信部接收更新的執(zhí)行腳本，更新控制存儲部控制執(zhí)行指令存儲部將更新的執(zhí)行腳本存儲為預(yù)定執(zhí)行腳本。

本發(fā)明提供了一種基于微型群機器人的智能交通仿真方法，具有這樣的特征，包括：步驟一：搭建微型群機器人智能交通仿真平臺；步驟二：將平臺分為m個區(qū)域；步驟三：隨機將n個微型機器人單體組成車隊，記任意一個微型群機器人單體為vi，(i＝1,2,3…n)，記任意一個微型機器人單體的控制單元為ai，(i＝1,2,3…n)；步驟四：任意一個微型機器人單體vi與距離最近的微型機器人單體vi+1之間的距離記為di，i+1，di，i+1通過vi以及vi+1上的傳感器測得；步驟五：在實驗時間t內(nèi)實時采集m個區(qū)域中的所有di，i+1實驗數(shù)據(jù)；步驟六：微型機器人單體vi接收指令，通過控制單元ai進行協(xié)商控制；步驟七：基于圖像定位算法分析采集的數(shù)據(jù)，得出分析數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明提供的基于微型群機器人的智能交通仿真方法中，還可以具有這樣的特征：其中，在步驟六中的指令包括巡航指令、跟馳指令、換道指令、組合指令以及拆分指令。

在本發(fā)明提供的基于微型群機器人的智能交通仿真方法中，還可以具有這樣的特征：其中，在步驟六中的協(xié)商控制包含至少動態(tài)可行活動空間的實時劃分，動態(tài)可行活動空間的實時劃分包括以下步驟：步驟5-1：設(shè)置預(yù)定路線并設(shè)置預(yù)定間距；步驟5-2：微型機器人單體vi按照預(yù)定路線進行實驗；步驟5-3：當(dāng)監(jiān)測到任意一個微型機器人單體vi與距離最近的微型機器人單體vi+1之間的距離di，i+1小于預(yù)定間距時，生成新路線；步驟5-4：微型機器人單體vi按照新定路線繼續(xù)實驗。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)，采用分布式的理論利用復(fù)數(shù)個微型機器人單體模擬車輛在實驗平臺進行交通模擬仿真，因為包括用戶終端、模擬終端以及云端服務(wù)器，用戶端包含畫面存儲部、輸入顯示部、數(shù)據(jù)處理分析部以及用戶終端通信部，模擬終端包含執(zhí)行指令存儲部、執(zhí)行指令獲取部、執(zhí)行部、實驗數(shù)據(jù)采集部以及模擬終端通信部，云端服務(wù)器包含：數(shù)據(jù)存儲部、控制存儲部以及云端通信部，所以，本發(fā)明的可以實現(xiàn)按照用戶指令來進行模擬實驗，采集實驗數(shù)據(jù)，分析實驗數(shù)據(jù)。而且相較于傳統(tǒng)的實物模擬平臺，本發(fā)明的采用微型群機器人技術(shù)，解決了占地面積大、費用成本高的問題，而且柔性佳、可靈活快速地適應(yīng)交通仿真的需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例中實驗平臺的示意圖；

圖2是本發(fā)明的實施例中基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)的框圖；

圖3是本發(fā)明的實施例中用戶終端的框圖；

圖4是本發(fā)明的實施例中模擬終端的框圖；

圖5是本發(fā)明的實施例中云端服務(wù)器的框圖；

圖6是本發(fā)明的實施例中交通仿真模擬實驗的流程圖；

圖7是本發(fā)明的實施例中更新執(zhí)行腳本的流程圖；

圖8是本發(fā)明的實施例中微型群機器人車隊的示意圖；以及

圖9是本發(fā)明的實施例中可行活動空間的示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)及仿真方法作具體闡述。

圖1是本發(fā)明的實施例中實驗平臺的示意圖。

如圖1所示，搭建微型群機器人智能交通仿真的實驗平臺10。包括：微型機器人1、無線充電平臺2、投影攝像裝置3、模擬建筑4、投影白板5、無線路由器6、電氣控制柜7以及服務(wù)器8。實驗平臺10的整體尺寸為2m×1.6m×2m，預(yù)計容納約150臺微型機器人單體1。整體上形成了封閉的智能交通環(huán)境，所形成道路交通環(huán)境具有高速環(huán)路，南北、東西十字高速，城市街道等。

微型群機器人1模擬智能車輛集群。無線充電平臺2模擬道路環(huán)境。攝像頭仿真衛(wèi)星定位，投影儀進行虛擬標(biāo)注和顯示，在本實施例中采用攝像頭和投影儀集一體的投影攝像裝置3。模擬建筑4的表面可設(shè)置有投影白板5。無線路由器6可設(shè)置在模擬建筑4的內(nèi)部。投影攝像裝置3通過對機器人圖像處理定位，將所有微型機器人位置信息存儲于服務(wù)器7，這些位置一方面通過無線路由器以wi-fi的形式為微型機器人提供定位服務(wù)，另一方面將軌跡存儲用作分析交通用資料；無線充電平臺2底面鋪設(shè)充電線圈數(shù)組，控制電器布置于電氣控制柜7，為微型機器人24小時不間斷運行提供電力。

每臺微型機器人單體的尺寸為40mm×40mm×66mm。微型機器人無級調(diào)速，機身配備wi-fi收發(fā)裝置，可通過tcp/ip網(wǎng)絡(luò)協(xié)議獲取服務(wù)器8上的位置信息、運行腳本、也可上傳自身狀態(tài)；微型機器人單體1裝載有兩臺微控制器，一臺32bitarm微控制器位于中間電路板，用于10ms周期的生存核迭代或機器學(xué)習(xí)模型預(yù)測，同時串聯(lián)計算分布式模型預(yù)測控制(dmpc)；另一臺8bit微控制器位于上電路板，執(zhí)行紅外雷達近程通訊協(xié)議，能夠在160mm范圍內(nèi)與其他微型群機器人單體同時進行數(shù)據(jù)通訊與相對定位，相當(dāng)于模擬了車車通訊以及車載雷達；微型機器人的底部裝有無線充電接收線圈，通過鋰電池充電管理系統(tǒng)邊運行邊充電，保證微型機器人的不間斷實驗。

上述實驗平臺10可以有效地模擬大規(guī)模車輛集群行為。微型群機器人模擬機器人具有微型化特點，以保證在有限實驗空間內(nèi)形成規(guī)模效應(yīng)；低成本；易制造、保證大規(guī)模微型機器人的快速生產(chǎn)；維護簡便；充電方便；易燒寫程序等。

圖2是本發(fā)明的實施例中基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)的框圖。

如圖2所示，本實施例中的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)20，利用復(fù)數(shù)個微型機器人單體模擬車輛在實驗平臺中進行交通仿真，每個微型機器人單體具有唯一的身份識別信息(例如編號)?；谖⑿腿簷C器人的智能交通仿真系統(tǒng)20包括：用戶終端100、模擬終端200以及云端服務(wù)器300。用戶終端100被用戶持有，模擬終端200與用戶終端通過通信網(wǎng)絡(luò)400(局域網(wǎng))進行通信連接，云端服務(wù)器300通過通信網(wǎng)絡(luò)500(廣域網(wǎng))與用戶終端100以及模擬終端200進行通信連接。

圖3是本發(fā)明的實施例中用戶終端的框圖。

如圖3所示，在本實施例中用戶終端100采用客戶機，在實際使用情況中可以采用多臺客戶機的設(shè)置，每臺客戶機具有唯一的識別信息(用戶名及密碼)。用戶終端100包含：畫面存儲部101、輸入顯示部102、數(shù)據(jù)處理分析部103、用戶終端通信部104以及控制上述101～104的用戶終端控制部105。

圖4是本發(fā)明的實施例中模擬終端的框圖。

如圖4所示，模擬終端200包括模擬實驗服務(wù)器與微型機器人。設(shè)置有專有api接口通過wi-fi網(wǎng)絡(luò)向微型機器人單體提供實時位置信息，且部署mysql數(shù)據(jù)庫，通過網(wǎng)絡(luò)連接，使用sql語言進行數(shù)據(jù)操作，另外還具有ftp文件暫存功能，將仿真錄像以非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行存儲。模擬終端200包含：執(zhí)行指令存儲部201、執(zhí)行指令獲取部202、執(zhí)行部203、實驗數(shù)據(jù)采集部204、更新控制存儲部205、模擬終端通信部206、暫存部207以及控制上述201～207的模擬終端控制部208。其中，執(zhí)行指令獲取部202和更新控制存儲部205設(shè)置在微型機器人單體上；執(zhí)行部203包括機器人單體上的執(zhí)行部分和模擬實驗服務(wù)器上的執(zhí)行部分；執(zhí)行指令存儲部201、實驗數(shù)據(jù)采集部204、模擬終端通信部206、暫存部207、模擬終端控制部208設(shè)置在模擬實驗服務(wù)器上。

圖5是本發(fā)明的實施例中云端服務(wù)器的框圖。

如圖5所示，在本實施例中云端服務(wù)器300采用web云服務(wù)器，設(shè)置有http協(xié)議服務(wù)、管理軟件、同步消息傳遞程序。云端服務(wù)器300包含：數(shù)據(jù)存儲部301、控制存儲部302、搜索獲取部303、判斷部304、云端通信部305以及控制上述301～305的云端控制部306。

<實驗、分析、查看>

畫面存儲部101存儲有指令輸入畫面。在本實施例中指令輸入畫面可采用指定單體智能機器人指令數(shù)據(jù)畫面。

執(zhí)行指令存儲部201存儲有預(yù)定執(zhí)行腳本，預(yù)定執(zhí)行腳本包含至少導(dǎo)航腳本、協(xié)同腳本以及生存腳本。協(xié)同腳本(collaborativescript)即協(xié)同程序，用于在實驗中與其它微型群機器人安全交互，協(xié)同運動，該腳本可以通過紅外與wi-fi向周圍車輛共享信息，協(xié)商實現(xiàn)智能車隊的協(xié)同控制；導(dǎo)航腳本(navigationscript)即導(dǎo)航程式，用于規(guī)劃機器人從初始點到目標(biāo)點的路徑，該腳本是機器人的運行目標(biāo)，當(dāng)機器人到達目的地時，會生成新的目標(biāo)繼續(xù)一次新的導(dǎo)航規(guī)劃，以實現(xiàn)不間斷的交通模擬；生存腳本(viabilityscript)即運動控制程序，主要負責(zé)機器人的安全移動，生存腳本聽從導(dǎo)航腳本與協(xié)同腳本的命令，根據(jù)wi-fi的機器人位置與傳感器測量朝向，給出機器人車輪的加減速與轉(zhuǎn)向控制。由于腳本可解釋執(zhí)行，可以根據(jù)不同算法開發(fā)腳本，更換機器人運行策略，試驗智能交通協(xié)同效果。

輸入顯示部102顯示指令輸入畫面讓用戶輸入實驗指令。

用戶終端通信部104發(fā)送實驗指令至模擬終端200。

模擬終端通信部206接收實驗指令。

執(zhí)行指令獲取部202設(shè)置在微型機器人上，基于實驗指令從執(zhí)行指令存儲部201中獲取預(yù)定執(zhí)行腳本。

執(zhí)行部203有設(shè)置在機器人單體上的執(zhí)行部分和設(shè)置在模擬實驗服務(wù)器上的執(zhí)行部分，共包括模擬交通信號模塊、信號接收模塊、車輛位置感知模塊、車輛方向感知模塊、車輛運動控制模塊。

模擬交通信號模塊設(shè)置在實驗平臺上，產(chǎn)生模擬交通信號。在本實施例中通過投影裝置及服務(wù)器共同模擬交通信號，投影儀連接于系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器，投影交通信號，例如路口交通信號燈、禁止通行標(biāo)志等。一方面通過交通信號可視化模塊生成圖像，投影在現(xiàn)場環(huán)境中，另一方面生成交通數(shù)據(jù)通過wifi傳輸給微型機器人。

信號接收模塊設(shè)置在微型機器人單體上，接收模擬交通信號。在本實施例中信號接收模塊采用wi-fi模塊，投影的交通信號經(jīng)無線充電臺處理后，再被設(shè)置在微型機器人單體上的wi-fi模塊接收。

車輛位置感知模塊設(shè)置在微型機器人單體上，通過紅外信號測得微型機器人單體與周邊微型機器人單體的相對位置。在本實施例中車輛位置感知模塊采用紅外模塊，通過紅外信號獲取周邊微型機器人單體的編號以及感知兩者之間的距離。

車輛方向感知模塊設(shè)置在微型機器人單體上，用于測量微型機器人單體的朝向。在本實施例中車輛方向感知模塊采用三軸磁傳感器，測量微型機器人單體靜態(tài)情況下的朝向角。

車輛運動控制模塊設(shè)置在微型機器人單體上，用于控制微型機器人單體的運動狀態(tài)。

執(zhí)行部根據(jù)預(yù)定執(zhí)行腳本對微型機器人單體和實驗平臺進行控制。

實驗數(shù)據(jù)采集部204用于采集實驗數(shù)據(jù)，具有：車輛身份信息采集模塊、靜態(tài)位置識別模塊、圖像分塊采集模塊、車輛運行軌跡采集模塊、動力學(xué)數(shù)據(jù)采集模塊以及環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊。采集到的實驗數(shù)據(jù)通過暫存部207進行暫存。

車輛身份信息采集模塊采集每個微型機器人單體的編號數(shù)據(jù)、該微型機器人單體的運行腳本名稱、該微型機器人單體的本次啟動時間。

靜態(tài)位置識別模塊采集每個微型機器人單體的靜態(tài)位置數(shù)據(jù)。攝像裝置經(jīng)過初始化后采集圖像，靜態(tài)位置識別模塊逐個通訊微型機器人，使得微型機器人依次點亮其led燈作為標(biāo)志，定位不同編號機器人的初始位置，初始化全體機器人位置。

圖像分塊采集模塊將實驗平臺分割為多塊圖像區(qū)域，并采集圖塊數(shù)據(jù)。

車輛運行軌跡采集模塊采集每個微型機器人單體的運行軌跡數(shù)據(jù)。運用卡爾曼濾波器跟蹤所有機器人的位置。

動力學(xué)數(shù)據(jù)采集模塊采集每個微型機器人單體的至少速度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)。

環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊采集交通模擬系統(tǒng)中的環(huán)境數(shù)據(jù)。環(huán)境數(shù)據(jù)包括道路封堵、交通管制等信息。

模擬終端通信部206發(fā)送實驗數(shù)據(jù)至用戶終端100。

用戶終端通信部104接收實驗數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理分析部103對實驗數(shù)據(jù)進行處理分析得到分析數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理分析部103包括：數(shù)據(jù)整理模塊、數(shù)據(jù)清洗模塊、數(shù)據(jù)修補模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊、數(shù)據(jù)建模模塊以及數(shù)據(jù)驗證模塊。本實施例通過數(shù)據(jù)清洗、修補、探索統(tǒng)計與挖掘建模給出當(dāng)前模擬平臺的交通態(tài)勢，通過交通性能可視化程序，將交通數(shù)據(jù)投影在仿真平臺上。用戶可以通過客戶機編寫新的程序?qū)?shù)據(jù)處理部中的程序進行更新。

用戶終端通信部104發(fā)送分析數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)至云端服務(wù)器300。

云端通信部305接收分析數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)。

控制存儲部302控制數(shù)據(jù)存儲部301對分析數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)進行存儲。

云端服務(wù)器300還包括搜索獲取部303。

畫面存儲部101還存儲有查看畫面。查看畫面可包括指定單體機器人的狀態(tài)查看畫面、當(dāng)次實驗的實驗數(shù)據(jù)查看畫面、以往實驗的實驗數(shù)據(jù)查看畫面、模擬實驗服務(wù)器的狀態(tài)查看畫面等。

此處以輸入顯示部102顯示實驗的實驗數(shù)據(jù)查看畫面讓用戶輸入對應(yīng)的查看指令為例說明，并不以此為限。

用戶終端通信部104發(fā)送查看指令至云端服務(wù)器300。

判斷部304判斷客戶機身份是否符合，當(dāng)判斷結(jié)果為是時，則搜索獲取部303基于查看指令從數(shù)據(jù)存儲部301獲取相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)或相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)。

云端通信部305發(fā)送相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)或相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)至用戶終端100。

用戶終端通信部104接收相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)或相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)。

輸入顯示部102顯示相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)或相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)令用戶查看。此外，本實施例在實際使用情況中，用戶可以通過下載服務(wù)利用專用下載api將查詢數(shù)據(jù)下載到本地，每次下載留存歷史記錄用于數(shù)據(jù)泄露追溯。

圖6是本發(fā)明的實施例中交通仿真模擬實驗的流程圖。

如圖6所述，本發(fā)明的實施例中交通仿真模擬實驗的流程如下：

步驟s1-1：輸入顯示部102顯示指令輸入畫面讓用戶輸入實驗指令，然后進入步驟s1-2。

步驟s1-2：執(zhí)行部根據(jù)預(yù)定執(zhí)行腳本對微型機器人單體和實驗平臺進行控制，然后進入步驟s1-3。

步驟s1-3：實驗數(shù)據(jù)采集部204采集實驗數(shù)據(jù)，然后進入步驟s1-4。

步驟s1-4：數(shù)據(jù)處理分析部103對實驗數(shù)據(jù)進行處理分析，得到分析數(shù)據(jù)，然后進入步驟s1-5。

步驟s1-5：控制存儲部302控制數(shù)據(jù)存儲部301對分析數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)進行存儲，然后進入步驟s1-6。

步驟s1-6：輸入顯示部102顯示查看畫面讓用戶輸入查看指令，進入步驟s1-7。

步驟s1-7：判斷部304判斷客戶機身份是否符合，當(dāng)判斷結(jié)果為是時，進入步驟s1-8；判斷結(jié)果為否時，返回步驟s1-6。

步驟s1-8：搜索獲取部303獲取相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)或相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)，然后進入步驟s1-9。

步驟s1-9：用戶查看和下載相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)或相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)，然后進入結(jié)束狀態(tài)。

<更新執(zhí)行腳本>

模擬終端200還包含更新控制存儲部205。

畫面存儲部101還存儲有微型機器人單體的更新腳本畫面。

輸入顯示部102顯示更新腳本畫面讓用戶輸入所有機器人更新的執(zhí)行腳本。輸入顯示部102還可顯示微型機器人單體的當(dāng)前運行腳本查看畫面讓用戶輸入對應(yīng)的查看指令進行查看。在完成腳本更新后，用戶也可再次進行查看，以確認當(dāng)前運行腳本是否為更新后的腳本。在本實施例中，需要進行腳本更新時，用戶通過客戶機中芯片程序編寫ide(集成開發(fā))環(huán)境，編寫機器人程序，形成機器人運行腳本，編譯成hex文件，再上傳新的腳本。

用戶終端通信部104發(fā)送更新的執(zhí)行腳本至模擬終端200。

模擬終端通信部206接收更新的執(zhí)行腳本。數(shù)據(jù)處理分析還用于分析更新的執(zhí)行腳本的正確性。

更新控制存儲部205控制執(zhí)行指令存儲部201將更新的執(zhí)行腳本存儲為預(yù)定執(zhí)行腳本。

微型機器人單體更新執(zhí)行腳本后進行重啟，重啟后便安裝新的腳本運行。

圖7是本發(fā)明的實施例中更新執(zhí)行腳本的流程圖。

如圖7所示，本發(fā)明的實施例中更新執(zhí)行腳本的流程如下：

步驟s2-1：輸入顯示部102顯示更新畫面讓用戶輸入更新的執(zhí)行腳本，然后進入步驟s2-2。

步驟s2-2：用戶終端通信部104發(fā)送更新的執(zhí)行腳本至模擬終端200，然后進入步驟s2-3。

步驟s2-3：模擬終端通信部206接收更新的執(zhí)行腳本，且通過數(shù)據(jù)處理分析分析更新的執(zhí)行腳本的正確性，然后進入步驟s2-4。

步驟s2-4：更新控制存儲部205控制執(zhí)行指令存儲部201將更新的執(zhí)行腳本存儲為預(yù)定執(zhí)行腳本，然后進入結(jié)束狀態(tài)。

圖8是本發(fā)明的實施例中微型群機器人車隊的示意圖；以及圖9是本發(fā)明的實施例中可行活動空間的示意圖。

本發(fā)明的基于微型群機器人的智能交通仿真方法是利用上述的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)20而實施的。包括以下步驟：

步驟一：搭建微型群機器人智能交通仿真平臺；

步驟二：將平臺分為m個區(qū)域；

步驟三：如圖8所示，隨機將n個微型機器人單體組成仿真車隊(圖8中，上部分為仿真車隊示意圖，下部分為車隊中仿真車輛對應(yīng)的微型機器人單體)，記任意一個微型群機器人單體為vi，(i＝1,2,3…n)，記任意一個微型機器人單體的控制單元為ai，(i＝1,2,3…n)；

步驟四：任意一個微型機器人單體vi與距離最近的微型機器人單體vi+1之間的距離記為di，i+1，di，i+1通過vi以及vi+1上的傳感器測得；

步驟五：在實驗時間t內(nèi)實時采集m個區(qū)域中的所有di，i+1實驗數(shù)據(jù)；

步驟六：微型機器人單體vi接收指令(巡航指令、跟馳指令、換道指令、組合指令以及拆分指令)，通過控制單元ai進行協(xié)商控制。協(xié)商控制包含至少動態(tài)可行活動空間的實時劃分，可行狀態(tài)空間如圖9所示，在坐標(biāo)系中，垂直道路下機器人保持勻速通過的可行空間如圖中深色部分所示，例如在a點微型機器人不最大限度右轉(zhuǎn)則在勻速的狀態(tài)下必然要與邊界碰撞，b點不最大限度左轉(zhuǎn)，勻速情況下也要與底邊碰撞，保持車輛勻速轉(zhuǎn)彎為智能車隊控制提供了便利，多機器人運行時，該可行空間就需要協(xié)商博弈，重新劃分各自的可行狀態(tài)空間，從而達成多車輛的道路安全協(xié)同。

以下就動態(tài)可行活動空間的實時劃分進行詳細闡述，動態(tài)可行活動空間的實時劃分具有以下步驟：

步驟a：生成預(yù)定路線并生成預(yù)定間距；

步驟b：微型機器人單體vi按照預(yù)定路線進行實驗；

步驟c：當(dāng)監(jiān)測到任意一個微型機器人單體vi與距離最近的微型機器人單體vi+1之間的距離di，i+1小于預(yù)定間距時，生成新路線；

步驟d：微型機器人單體vi按照新定路線繼續(xù)實驗。

步驟七：基于圖像定位算法分析采集的數(shù)據(jù)，得出分析數(shù)據(jù)。

承上述，本發(fā)明的基于微型群機器人的智能交通仿真方法的中其它內(nèi)容的詳細說明以及實施方式已于上述本發(fā)明的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)時描述過，在此為了簡略說明便不再贅述。

實施例的作用與效果

根據(jù)本實施例所涉及的基于微型群機器人的智能交通仿真系統(tǒng)，采用分布式的理論利用復(fù)數(shù)個微型機器人單體模擬車輛在實驗平臺進行交通模擬仿真，因為包括用戶終端、模擬終端以及云端服務(wù)器，用戶端包含畫面存儲部、輸入顯示部、數(shù)據(jù)處理分析部以及用戶終端通信部，模擬終端包含執(zhí)行指令存儲部、執(zhí)行指令獲取部、執(zhí)行部、實驗數(shù)據(jù)采集部以及模擬終端通信部，云端服務(wù)器包含：數(shù)據(jù)存儲部、控制存儲部以及云端通信部，所以，本實施例可以實現(xiàn)按照用戶指令來進行模擬實驗，采集實驗數(shù)據(jù)，分析實驗數(shù)據(jù)。而且相較于傳統(tǒng)的實物模擬平臺，本實施例的采用微型群機器人技術(shù)，解決了占地面積大、費用成本高的問題，而且柔性佳、可靈活快速地適應(yīng)交通仿真的需求。

此外，本實施例可以實現(xiàn)對每個機器人的數(shù)據(jù)進行存儲；編寫機器人腳本并進行單個或批量腳本下載，同時能通過脫機資料匯總來分析整體交通狀況，也可利用脫機數(shù)據(jù)分析單個機器人的運行安全態(tài)勢。

另外，本實施例可實現(xiàn)執(zhí)行腳本的編輯、編譯、下載和版本控制。更新機器人運行策略，查詢每個機器人的運行腳本版本，對歷史版本進行記錄，并可通過查詢獲取該記錄。

上述實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來限制本發(fā)明的保護范圍。