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摘要
为提升车路协同孪生仿真测试系统的同步性能，明确了孪生主体的运行机理，分析了影响系统同步性能的干扰因素，建立了孪生状态同步映射模型；针对孪生状态采样的时钟异步问题，设计了时钟误差估计策略，修正了孪生仿真测试系统的量测时间偏差；在此基础上，结合卡尔曼滤波原理，引入多尺度滤波器更新机制，建立了考虑同步采样误差的量测噪声模型，提出了多尺度滤波同步优化方法；最后，在搭建的孪生仿真测试原型系统中，选取NGSIM数据集的车辆轨迹开展试验。研究结果表明：在不同车辆速度条件下，提出的多尺度滤波同步优化方法能够保持良好的同步性能；在横向坐标同步方面，平均绝对误差小于1 mm, 99.5%的绝对误差控制在8 mm以内；在纵向坐标同步方面，平均绝对误差小于9 mm, 99.5%的绝对误差控制在38 mm以内；在速度同步方面，平均绝对误差小于2.8 cm·s-1,99.5%的绝对误差控制在24 cm·s-1以内；在偏航角同步方面，平均绝对误差小于1.1×10-3 rad, 99.5%的绝对误差控制在1.1×10-2 rad以内；与航迹推算方法相比，提出的方法能够在横向坐标、纵向坐标、速度和偏航角方面平均提升30.0%的同步精度，能够有效解决孪生主体的状态异步问题，可保障车路协同孪生仿真测试系统的实时同步与精准运行。
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