pycharm实现车辆IDM跟驰的代码

下面是一个使用Python和PyCharm实现车辆IDM跟驰模型的简单示例代码：

import numpy as np

class Vehicle:
    def __init__(self, v=0, a=0, x=0):
        self.v = v  # 初始速度
        self.a = a  # 初始加速度
        self.x = x  # 初始位置

    def update(self, dt):
        # 更新车辆状态
        self.v += self.a * dt
        self.x += self.v * dt

class IDM:
    def __init__(self, v0, T, a, b, s0):
        self.v0 = v0  # 自由速度
        self.T = T    # 安全时距
        self.a = a    # 加速度
        self.b = b    # 减速度
        self.s0 = s0  # 最小跟驰距离

    def get_desired_speed(self, v, s, v_lead):
        # 计算期望速度
        s_star = self.s0 + max(0, v * self.T + v * (v - v_lead) / (2 * np.sqrt(self.a * self.b)))
        return self.v0 * (1 - (v / self.v0) ** 4 - (s_star / s) ** 2)

    def get_desired_distance(self, v, v_lead):
        # 计算期望跟车距离
        return self.s0 + v * self.T + v * (v - v_lead) / (2 * np.sqrt(self.a * self.b))

class VehicleFollower:
    def __init__(self, vehicle, idm, lead_vehicle=None):
        self.vehicle = vehicle
        self.idm = idm
        self.lead_vehicle = lead_vehicle

    def get_acc(self):
        # 计算车辆加速度
        if self.lead_vehicle is None:
            return self.idm.a
        else:
            s = self.lead_vehicle.x - self.vehicle.x
            v = self.vehicle.v
            v_lead = self.lead_vehicle.v
            v_des = self.idm.get_desired_speed(v, s, v_lead)
            s_des = self.idm.get_desired_distance(v, v_lead)
            return self.idm.a * (1 - (v / v_des) ** 4 - (s_des / s) ** 2)

    def update(self, dt):
        # 更新车辆状态
        self.vehicle.a = self.get_acc()
        self.vehicle.update(dt)

def main():
    # 设置模型参数
    v0 = 30        # 自由速度
    T = 1.5        # 安全时距
    a = 0.3        # 加速度
    b = 2          # 减速度
    s0 = 2         # 最小跟驰距离
    dt = 0.1       # 时间步长
    sim_time = 60  # 模拟时间

    # 初始化车辆对象和IDM模型对象
    lead_vehicle = Vehicle(v=25, x=-100)
    vehicle = Vehicle(v=30, x=0)
    idm = IDM(v0, T, a, b, s0)

    # 初始化车辆跟驰对象
    follower = VehicleFollower(vehicle, idm, lead_vehicle)

    # 模拟车辆跟驰过程
    for t in np.arange(0, sim_time, dt):
        lead_vehicle.update(dt)
        follower.update(dt)
        print(f"Time: {t:.1f}s, Position: {follower.vehicle.x:.1f}m, Speed: {follower.vehicle.v:.1f}m/s")

if __name__ == "__main__":
    main()

以上代码实现了一个简单的车辆IDM跟驰模型。模型中包含了车辆对象、IDM模型对象和车辆跟驰对象，通过模拟器进行模拟车辆的行驶过程，输出车辆的位置和速度信息。