CD-TWINSAFE：面向 V2I 科技的基于 ROS 的场景理解与安全性数字孪生体
计算机视觉与模式识别
2026-05-20 v1 人机交互
机器人学
摘要
本文介绍了 CD-TWINSAFE，一种基于 V2I 的自动驾驶车辆数字孪生体。该方案由两个并行运行的模块组成：车载驾驶模块包括立体相机用于场景理解，以及数字孪生模块运行对场景的 Unreal Engine 5 副本并返回安全警报至驾驶舱。车载模块在车辆端实现，包含两个主要自动化模块：定位与感知。利用车载传感器获取自车的位置和姿态。此外，感知模块负责处理来自立体相机的20帧/秒图像，通过两个互补的管道进行场景理解。这些管道负责目标检测和特征提取，包括目标速度、偏航角以及安全指标（碰撞时间和跟车时间）。来自驾驶模块收集的数据通过ROS启用架构以自定义 ROS2 消息形式发送，并通过4G调制解调器上的 UDP 链接进行V2I通信。通过数字孪生体监控环境，共享消息更新生成的自车和检测目标的信息，基于实时定位和感知数据。针对不同驾驶场景进行多项测试，以确认所提出方案的有效性和实时响应性。
引用
@article{arxiv.2601.12373,
title = {CD-TWINSAFE: A ROS-enabled Digital Twin for Scene Understanding and Safety Emerging V2I Technology},
author = {Amro Khaled and Farah Khaled and Omar Riad and Catherine M. Elias},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.12373},
year = {2026}
}