Vi-CarrealTime软件资料Co-simulationPPT课件
合集下载
Vi-CarrealTime软件资料xpcOverlay
Simulink/xpc常用函数
getxpcinfo 用于查看目标机上安装了那些板卡
Intel ***** Bus 2, Slot 10, IRQ 3 Ethernet Controller VendorID 0x8086, DeviceID 0x100e, SubVendorID 0x8086, SubDeviceID 0x001e
Vi-CarRealTime模 数据采集目标机 型目标机
xpc系统测试
保证网络连接正常，宿主机与目标机在信息
### xPC Target Test Suite 2.0.1 ### Host-Target interface is: TCP/IP (Ethernet) ### Test 1, Ping target system using standard ping: ... OK ### Test 2, Ping target system using xpctargetping: ... OK ### Test 3, Reboot target using direct call: ...... OK ### Test 4, Build and download xPC Target application using model xpcosc: ... OK ### Test 5, Check host-target communication for commands: ... OK ### Test 6, Download xPC Target application using OOP: ... OK ### Test 7, Execute xPC Target application for 0.2s: ... OK ### Test 8, Upload logged data and compare it with simulation: ... OK ### Test Suite successfully finished 入xpctest
汽车动力学仿真基础PPT课件
1.3、系统-三要素
实体 属性 活动
研究系统，就是研究系统状 态的变化，即研究系统的动 态特性和运动规律.
性能状态
系统状态
第14页/共44页
1.4、系统-分类
描述特性
连续系统：微分方程，差分方程 离散事件系统：逻辑条件，流程图
可以用有限个变量描
物数理学参结性述数的构质物系系体统统和的(，用运称质动为心定线 集)集描中述常性 中和和 参时非 数变线 和性 分布参需时数考(物虑体刚的体扭内转部，运场动)
是系统的本质特征的数学表达式，即用数学公式来 描述所研究的系统的某一方面的规律
第18页/共44页
静态模型 :一般形式是代数方程、逻辑工表程达动力关学系式。
系统动力学
动态模型 :
确定性模型
集中参数 :常微分、状态
方程
热传导
连续
分布参数 :偏微分方程
系统
动
随机模型
计算机采样系统
态
模
离散
型
系统
时间离散 采样控制系统：差分、离散状例-工厂经济管理系统
原料
采购部门
制造车间
装配车间
运输车间
成品
第12页/共44页
1.3、系统-特点
➢
系统是实体的集合
➢
组成系统的实体具有一定的属性。属性指组成
系统的每一个实体所具有的全部有效特征（如
状态和参数等）。
➢
系统处于活动之中。活动是指实体随时间推移
而发生的属性变化。
第13页/共44页
• 多体动力学模型：需要建模者给定各部件的详细特征、运动学约束和系统的拓扑结构， 然后由相应软件工具如：基于Kane 方法的SD/FAST，AUTOSIM，SYMBA；基于 Euler方法的SD/FAST，AUTOSIM，NASTRAN，SIMPACK；基于Lagrange 方法的 ADAMS，DADS，MEDYNA，MADYMD 等自动建立运动学方程。多体模型包含部 件较多，有些参数难以从试验中测量得到，因而不能从整体上保证系统的准确性；另外， 复杂的模型在计算机上求解时花费时间较长，而且一旦模型出错，很难准确查找。
Simulation PPT
当今国际上FEA方法和软件发展呈现出以下一些趋势特征： （1）从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题：从板、壳和实体等 连续体固体力学分析，发展到流体力学、温度场、电传导、磁场、渗流和声场等 问题的求解计算，最近又发展到求解几个交叉学科的问题(所谓“流固耦合”的问 题);
（2）由求解线性工程问题进展到分析非线性问题; （3）增强可视化的前置建模和后置数据处理功能; （4）与CAD软件的无缝集成。都开发了和著名的CAD软件(例如Pro/ENGINEER、 UG、SolidEdge、和AutoCAD等)的接口。同时CAD综合型CAE工具的分析功能正逐 渐加强; （5）改进CAE方法中的优化技术：引入各种优化技术，优化参数评价。具备 智能的网格划分器，以解决模型在形状参数变化剧烈时出现的网格奇化问题;非 线性收敛的智能控制技术对非线性优化问题是不可或缺的。
3. CAE与CAD/CAM
CAD是CAE和CAM的基础。在CAE中无论是单个零件、还是整机的有限元分析及 机构的运动分析，都需要CAD为其造型、装配；在CAM中，则需要CAD进行曲面设计、 复杂零件造型和模具设计。在CAD中对零件及部件所做的任何改变，都会在CAE和 CAM中有所反应。
CAD/CAM技术是实现创新的关键手段，而CAE技术就是实现创新设计的最主要 技术保障。
（3）并行设计：借助计算机和 CAE 软件进行； （4）研发周期短，费用相对较低，性能容易保证。
4、CAE 的基本概念
计算机辅助技术已经成为现代设计方法的主要手段和工具。 计算机辅助工程分析方法和软件是其中的关键技术之一。 借助CAE技术，一家英国的汽车业咨询公司TWR 15周即可完成一个紧凑型家庭轿 车模型的设计、验证和制造。通过使用非线性仿真软件MSC.Dytran和MSC.Marc重现 世贸大楼倒塌全过程，美国政府的研究人员们找到了为什么世贸大楼在仅仅一个小 时之内就坍塌了的原因。计算机辅助工程作为一项跨学科的数值模拟分析技术，越 来越受到科技界和工程界的重视。许多大型的CAE分析软件已相当成熟并已商品化， 计算机模拟分析不仅在科学研究中普遍采用，而且在工程上也已达到了实用化阶段。
（2）由求解线性工程问题进展到分析非线性问题; （3）增强可视化的前置建模和后置数据处理功能; （4）与CAD软件的无缝集成。都开发了和著名的CAD软件(例如Pro/ENGINEER、 UG、SolidEdge、和AutoCAD等)的接口。同时CAD综合型CAE工具的分析功能正逐 渐加强; （5）改进CAE方法中的优化技术：引入各种优化技术，优化参数评价。具备 智能的网格划分器，以解决模型在形状参数变化剧烈时出现的网格奇化问题;非 线性收敛的智能控制技术对非线性优化问题是不可或缺的。
3. CAE与CAD/CAM
CAD是CAE和CAM的基础。在CAE中无论是单个零件、还是整机的有限元分析及 机构的运动分析，都需要CAD为其造型、装配；在CAM中，则需要CAD进行曲面设计、 复杂零件造型和模具设计。在CAD中对零件及部件所做的任何改变，都会在CAE和 CAM中有所反应。
CAD/CAM技术是实现创新的关键手段，而CAE技术就是实现创新设计的最主要 技术保障。
（3）并行设计：借助计算机和 CAE 软件进行； （4）研发周期短，费用相对较低，性能容易保证。
4、CAE 的基本概念
计算机辅助技术已经成为现代设计方法的主要手段和工具。 计算机辅助工程分析方法和软件是其中的关键技术之一。 借助CAE技术，一家英国的汽车业咨询公司TWR 15周即可完成一个紧凑型家庭轿 车模型的设计、验证和制造。通过使用非线性仿真软件MSC.Dytran和MSC.Marc重现 世贸大楼倒塌全过程，美国政府的研究人员们找到了为什么世贸大楼在仅仅一个小 时之内就坍塌了的原因。计算机辅助工程作为一项跨学科的数值模拟分析技术，越 来越受到科技界和工程界的重视。许多大型的CAE分析软件已相当成熟并已商品化， 计算机模拟分析不仅在科学研究中普遍采用，而且在工程上也已达到了实用化阶段。
Vi-CarrealTime软件资料Event
Events
Course Events: Press Maneuvers
Initial Velocity 初始速度 Initial Gear 初始档位 Refinements
遗传算法的代数
Type 仿真工况
• DLC (Double Line Change) 双移线 • DLC-CR (Double Line Change Consumer Report) 有报告的双移线 • Obstacle Avoidance 紧急避障 • Slalom 蛇形穿桩
Open Loop Steering event: Impulse Steer（脉冲转向）
The maneuver consists in a impulse applied to the steering system. Parameters: Impulse Duration Initial Steer Impulse Amplitude
Events
VIDriver Events
Cornering:
Braking In Turn Constant Radius Cornering
Course Events:
Max Performance Path Compensation Press MPath Compensation
Path Compensation 用于调整实际的行驶轨迹，使得车辆相对于目标轨迹偏移最小。 这一过程使用的是VI-Driver驾驶员模型。
仿真使用的vdf文件，这个vdf文件必须包含指定一个drd文件，这个drd文件必须包 括道路轨迹与速度序列。
File Driven Open Loop Steering:
Vi-CarrealTime软件资料Modeling and Validation
ADAMS/Car模型导入
自动模型验证
对 比 VI_CarRalTime 与 ADAMS的仿真结果。
Running equivalent set of analysis in A/Car and VI-CarRealTime. 生 成 ADAMS 与 VICarRealTime 的仿真对比 报告
用于从 ADAMS/Car 模型中抽取数据，用于建 立VI-CarRealTime模型 VI-CarRealTIme模型通过以下步骤建立:
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 创建ADAMS前悬架转配体(包括转向系统) 前悬架参数获取 创建ADAMS后悬架转配体 车身参数提取（包括了整车静态分析与簧载质 量计算） 前后车辆子系统参数提取（包括非簧载质量与 转动惯量） 动力系统参数提取 制动系统参数提取
Vehicle Wizard K&C数据导入
悬架建模所需的信号量
信号中需要LfSpin，即抗点头角，部分K&C试验台不支 持抗点头角的输出。 所有K&C数据的坐标系是基于VI-CRT的车轮坐标系
Vehicle Wizard K&C数据导入
数据文件格式
首行为信号名称 下面是信号数据，中间由空格隔开 VI-CarRealTime命令行界面显示错 误信息 如果出现导入错误请关闭VICarRealTime重启
SuspensionGen
衬套姿态角的确定
右击ADAMS衬套-》Modify Bushing -》直接将Eular角一项填入 VISuspensionGen中的衬套姿态中（注意衬套姿态使用Euler 3-1-3表示， 在SuspensionGen中坐标系与ADAMS一致，即X指向车尾）
SuspensionGen 部分问题
《车辆跟驰模型》课件
利用车辆跟驰模型对城市交通拥堵进行模拟和预测，为交通管理 部门提供决策支持。
自动驾驶技术
将车辆跟驰模型应用于自动驾驶技术中，提高车辆的行驶安全和 稳定性。
智能交通系统
结合车辆跟驰模型与其他智能交通系统技术，实现交通流的高效 管理和优化。
04
车辆跟驰模型的发展趋势与挑 战
发展趋势
01
智能化发展
随着人工智能技术的进步，车辆跟驰模型正朝着智能化方向发展。通过
03
车辆跟驰模型的验证与优化
验证方法
01
02
03
模拟实验
通过模拟道路环境和车辆 行为，对车辆跟驰模型进 行验证，比较模型预测结 果与实际结果的差异。
实际道路测试
在真实道路环境中进行车 辆跟驰实验，收集车辆行 驶数据，对模型进行实际 验证。
对比分析
将车辆跟驰模型的预测结 果与其他经典模型或实际 数据进行对比，评估模型 的准确性和可靠性。
面临的挑战
数据获取与处理
为了提高车辆跟驰模型的准确性和可靠性，需要获取大量实时的车辆行驶数据。然而，如何有效地获取和处理这些数 据是一个巨大的挑战。
模型泛化能力
现有的车辆跟驰模型在特定场景下表现良好，但在不同场景下的泛化能力有限。如何提高模型的泛化能力，使其能够 适应各种复杂的道路和交通状况，是一个亟待解决的问题。
建立模型的方法
基于物理学的建模方法
01
根据牛顿力学原理，建立车辆之间的相互作用关系，推导出车
辆的运动方程。
基于统计学的建模方法
02
根据实际交通流数据，通过统计分析，建立车辆之间的统计关
系，构建概率模型。
基于人工智能的建模方法
03
利用神经网络、模糊逻辑等人工智能技术，模拟车辆之间的相
自动驾驶技术
将车辆跟驰模型应用于自动驾驶技术中，提高车辆的行驶安全和 稳定性。
智能交通系统
结合车辆跟驰模型与其他智能交通系统技术，实现交通流的高效 管理和优化。
04
车辆跟驰模型的发展趋势与挑 战
发展趋势
01
智能化发展
随着人工智能技术的进步，车辆跟驰模型正朝着智能化方向发展。通过
03
车辆跟驰模型的验证与优化
验证方法
01
02
03
模拟实验
通过模拟道路环境和车辆 行为，对车辆跟驰模型进 行验证，比较模型预测结 果与实际结果的差异。
实际道路测试
在真实道路环境中进行车 辆跟驰实验，收集车辆行 驶数据，对模型进行实际 验证。
对比分析
将车辆跟驰模型的预测结 果与其他经典模型或实际 数据进行对比，评估模型 的准确性和可靠性。
面临的挑战
数据获取与处理
为了提高车辆跟驰模型的准确性和可靠性，需要获取大量实时的车辆行驶数据。然而，如何有效地获取和处理这些数 据是一个巨大的挑战。
模型泛化能力
现有的车辆跟驰模型在特定场景下表现良好，但在不同场景下的泛化能力有限。如何提高模型的泛化能力，使其能够 适应各种复杂的道路和交通状况，是一个亟待解决的问题。
建立模型的方法
基于物理学的建模方法
01
根据牛顿力学原理，建立车辆之间的相互作用关系，推导出车
辆的运动方程。
基于统计学的建模方法
02
根据实际交通流数据，通过统计分析，建立车辆之间的统计关
系，构建概率模型。
基于人工智能的建模方法
03
利用神经网络、模糊逻辑等人工智能技术，模拟车辆之间的相
汽车仿真运用技术全套精品课件
• 学习方法：理论与实践相结合
•教材和参考资料
[1] 《MATLAB语言与控制系统仿真实训教程》. 刘振全，杨世凤.化学工业出版社 [2] 《MATLAB语言与控制系统仿真》.孙亮.北京工业大学出版社 [3] 《MATLAB语言即学即会》.陆宁.机械工业出版社 [4] 《Matlab 控制系统设计》. 欧阳黎明.国防工业出版社 [5] 《基于Matlab的系统分析与设计－信号处理》.楼顺天，李博菡.西安电子科技大学 出版社 [6] Simulink 动态系统建模与仿真基础.李颖，朱伯立.西安电子科技大学出版社 [7] MATLAB控制系统设计与仿真.张德丰.电子工业出版社 [8] 精通MATLAB6.5.张志勇.北京航空航天大学出版社． [9] 控制系统MATLAB计算及仿真.黄忠霖.国防工业出版社
计算机仿真的基本概念
黑死病菌寄生于老鼠身上, 是由跳蚤传染给人类，又 叫鼠疫。病菌随着跳蚤叮咬进入人体，约2-5天的潜伏期 之后，患者腹膝部及其他淋巴结开始红肿、 疼痛， 随之 开始发高烧、疲倦、 皮肤变黑，故被称为黑死病。死亡 率高达60-90%……
鼠疫的传播
计算机仿真的基本概念
最原始的生化武器
汽车仿真运用技术dx 源自x dt主讲：学习本课程的意义及要求
一、意义 1. 科技发展的需要 -- Accelerate the pace of engineering and science 2. 系统建模与仿真是分析、设计和研究复杂系统的一种基本的理论方法 学习技能提高的载体 –Improve learning ability 和重要的技术手段。计算机技术的飞速发展，使得仿真技术的应用领域不 3. 就业的筹码 -- Get a high-paying job
1346年，蒙古大将去攻打黑海边富庶的卡法城，久攻不下，这 时蒙古军中发生鼠疫，士兵死亡无数，眼看就要无法而退了，这时 蒙古将军想出一个方法，把死亡士兵的尸体用弹弩投入城中，迫使 城中流行鼠疫，城门自然不攻而破。 在城破时，一位意大利热内亚的富商，帶着妻小和金银珠宝乘 船逃了出來。他在地中海各国漂流很久，沒有国家敢收留他们，大 家都害怕鼠疫的传染。最后回到家乡热內亚，他把所有的财富全部 推在甲板上，对着守城的人说：“我离开卡法城已经六個月了，我 若感染鼠疫早就死了，但我并沒有死，可见我并沒有瘟疫。假如你 让我进城，甲板上的珠宝就是你们的。” 我们现在知道鼠疫是由老 鼠身上的跳蚤传染的，通常老鼠躲在船底污秽处，人们不易察觉。 热内亚人打开城门让这艘船进來后，鼠疫就从热内亚传播开来， 传遍整个欧洲，包括北方的斯堪尼亚半岛都无法幸免。每天黃昏时 有人推着独轮车，手里摇着铃喊着：“bring out the dead , bring out the dead..…”（把尸体拿出來，把尸体拿出來……）家家户户就把尸 体搬出来丟到城外焚烧，说死尸如山是一点都不为过。鼠疫肆虐欧 洲一百多年，使得三分之一的人口死亡。
交通仿真软件VISSIM操作与应用ppt(实用资料)
• 按住<Ctrl>，拉动矩形选框，一次删除多个路段/连接 器。
• 按住<Ctrl>，在选择范围之外点击鼠标左键，取消已 选取的全部内容。
评价、优选方案的目的。
车辆通行环境
驾驶员行为
车辆性能特性
需求产生特性
交通仿真模型
再现交通流运行 现状方案评价
预演交通流运行 设计方案评价
1.3.2 内部工作原理
• VISSIM 仿真软件内部由两部分组成——交通 仿真器、信号状态产生器，它们之间通过接口 交换检测器数据和信号状态信息。VISSIM 既 可以在线生成可视化的交通运行状况，也可以 离线输出各种统计数据，如：行程时间、排队 长度等
线性同余发生器(LGG)
Xi1aXi cintam Xicm
初值 X0
i1,2
• a,c,m,X0为非负整数
m2j
p
a取与 a22最接近且 a满 8K足 3
负指数分布
位移负指数分布
爱尔朗分布
正态分布
1.3.2.2 车辆跟驰模型
• 刺激-反应模型
• 描述环境中各刺激对驾驶员行为影响 • GM模型、线性模型
灯结束时间 • 感应控制
• 信号阶段定义 • 信号阶段的间隔定义（从CROSSIG导出） • 最小绿灯和红灯时长 • 感应控制逻辑流程图 • 感应逻辑实施的相关参数
2.4 公交数据
• 公交线路路径和走向 • 公交站台的几何尺寸 • 公交车辆的期望行驶车速——尤其是转弯地方 • 仿真时段内公交发车时刻表或发车间隔 • 乘客上下车的时间分布，可以对不同线路、不
区对应的OD矩阵 • 公交车辆与公交线路数据
2.2 交通流数据
• 各类车辆的期望行车速度分布，以及在路网中 不同位置的车速的变化
• 按住<Ctrl>，在选择范围之外点击鼠标左键，取消已 选取的全部内容。
评价、优选方案的目的。
车辆通行环境
驾驶员行为
车辆性能特性
需求产生特性
交通仿真模型
再现交通流运行 现状方案评价
预演交通流运行 设计方案评价
1.3.2 内部工作原理
• VISSIM 仿真软件内部由两部分组成——交通 仿真器、信号状态产生器，它们之间通过接口 交换检测器数据和信号状态信息。VISSIM 既 可以在线生成可视化的交通运行状况，也可以 离线输出各种统计数据，如：行程时间、排队 长度等
线性同余发生器(LGG)
Xi1aXi cintam Xicm
初值 X0
i1,2
• a,c,m,X0为非负整数
m2j
p
a取与 a22最接近且 a满 8K足 3
负指数分布
位移负指数分布
爱尔朗分布
正态分布
1.3.2.2 车辆跟驰模型
• 刺激-反应模型
• 描述环境中各刺激对驾驶员行为影响 • GM模型、线性模型
灯结束时间 • 感应控制
• 信号阶段定义 • 信号阶段的间隔定义（从CROSSIG导出） • 最小绿灯和红灯时长 • 感应控制逻辑流程图 • 感应逻辑实施的相关参数
2.4 公交数据
• 公交线路路径和走向 • 公交站台的几何尺寸 • 公交车辆的期望行驶车速——尤其是转弯地方 • 仿真时段内公交发车时刻表或发车间隔 • 乘客上下车的时间分布，可以对不同线路、不
区对应的OD矩阵 • 公交车辆与公交线路数据
2.2 交通流数据
• 各类车辆的期望行车速度分布，以及在路网中 不同位置的车速的变化
CarSim介绍PPT课件
分析他们的性能(动力性、燃油经济性、操纵性、
制动性与平顺性等)，总结同类车型的优缺点， 并提控软制件出策在一略环的个开更发与具有竞争力的整车设计零架部实目件验标样及件硬。试件制在与环台Leabharlann 确定总体设计方案.
19
子系统与零部件的设计指标
整车及系统的设计目标
子系统与零部件的 设计指标
部件组装与样车 路面试验
.
11
车辆模型的简化
刚体
簧载质量 非簧载质量 车轮 发动机 总数
自由度
1
簧载质量的移动自由度 (X,Y,Z) 3
4
簧载质量的转动自由度(X,Y,Z) 3
4
非簧载质量自由度
4
1
车轮旋转自由度
4
10 传动系旋转自由度
1
轮胎瞬态特性自由度
8
制动压力自由度
4
总数
27
.
12
Simulink/LabVIEW
量产
根据整车性能指标，可以在CarSim中选择不同性能 的各主要部件(发动机、悬架总成布置、车身外形尺 寸控软等制件)策在进略环行的开整发车与 仿真试验，从中确定零架各部实件验子样及系件硬试件统制在与与环台零部 件的设计指标。
确定总体设计方案
.
20
控制策略的开发与软件在环
整车及系统的设计目标
量产
CarSim可以很方便的与Ma部t件la组b装/S与i样m车ulink连接进行 联合仿真。因此在控制策略路的面试开验发阶段就可以把 Matlab/Sim子设u系计l统指in与标k零开部件发的的控制策略与CarSim的整车模
子系统与零部件的 设计指标
部件组装与样车 路面试验
量产
控制策略的开发与 软件在环
制动性与平顺性等)，总结同类车型的优缺点， 并提控软制件出策在一略环的个开更发与具有竞争力的整车设计零架部实目件验标样及件硬。试件制在与环台Leabharlann 确定总体设计方案.
19
子系统与零部件的设计指标
整车及系统的设计目标
子系统与零部件的 设计指标
部件组装与样车 路面试验
.
11
车辆模型的简化
刚体
簧载质量 非簧载质量 车轮 发动机 总数
自由度
1
簧载质量的移动自由度 (X,Y,Z) 3
4
簧载质量的转动自由度(X,Y,Z) 3
4
非簧载质量自由度
4
1
车轮旋转自由度
4
10 传动系旋转自由度
1
轮胎瞬态特性自由度
8
制动压力自由度
4
总数
27
.
12
Simulink/LabVIEW
量产
根据整车性能指标，可以在CarSim中选择不同性能 的各主要部件(发动机、悬架总成布置、车身外形尺 寸控软等制件)策在进略环行的开整发车与 仿真试验，从中确定零架各部实件验子样及系件硬试件统制在与与环台零部 件的设计指标。
确定总体设计方案
.
20
控制策略的开发与软件在环
整车及系统的设计目标
量产
CarSim可以很方便的与Ma部t件la组b装/S与i样m车ulink连接进行 联合仿真。因此在控制策略路的面试开验发阶段就可以把 Matlab/Sim子设u系计l统指in与标k零开部件发的的控制策略与CarSim的整车模
子系统与零部件的 设计指标
部件组装与样车 路面试验
量产
控制策略的开发与 软件在环
自动驾驶仿真技术及应用介绍PPT
基于自动驾驶仿真及实时交通流仿真的 技术及应用详解
51VR智能驾驶与交通事业部（IVT ）介绍
? 公计司算智机能图驾形驶学与，交深通度事学业习部，近信10息0人工，程人，才车多辆元工：程软，件交工通程工，程， 电子工程，测试技术，建筑工程，艺术与商务等
中国原创 工业软件
通过可视化，仿真与预测技术， 造更智慧的车建更智慧的路， 实现更安全，更高效，更美好的出行。
25
如何针对创新技术新需求做到技术的实现
创新技术发展的必然需求：（新需求）
? 未来是软件算法定义车辆，数据驱动交通与出行。需要处理海量的测试数据与进行软件算法迭代优化的能力。 ? 相比于传统的对力学机械电子的机理模型非实时仿真，智能汽车迫切需要对感知真实环境与交通互动行为的系统仿真。 ? 智能汽车的仿真是多学科知识交叉应用的领域，机械电子，算法软件，大数据，通讯，汽车与交通，需要融合为一体。
实现的可行性：
? 采用分布式的硬件集群架构实现算法软件的大规模并行加速测试。采用自动工具链处理海量案例实现虚拟测试。 ? 集中持续投入研发在高精度地图与场景数字化还原、多传感器机理仿真、基于统计模型的交通智能体与动态交通的仿真。
解决机器认知真实世界连续与离散的混合特性，并将其在虚拟世界仿真现实系统的完整相关有序与动态。
1
自动驾驶仿真市场及前景分析
自动驾驶仿真技术近期处于技术的空白需求期
主机厂采用的短期过渡方法：
? 当前过渡，主机厂是沿着ADAS的仿真线路发展的，因此采用传统ADAS软件的组合做为过渡保证现有产品正常开发。 例如采用 Pre-Sacn + CarSim + MATLAB/Simulink 或者采用CarMaker + Oktal SCANeR + MATLAB/Simulink联合仿真的方 案。
51VR智能驾驶与交通事业部（IVT ）介绍
? 公计司算智机能图驾形驶学与，交深通度事学业习部，近信10息0人工，程人，才车多辆元工：程软，件交工通程工，程， 电子工程，测试技术，建筑工程，艺术与商务等
中国原创 工业软件
通过可视化，仿真与预测技术， 造更智慧的车建更智慧的路， 实现更安全，更高效，更美好的出行。
25
如何针对创新技术新需求做到技术的实现
创新技术发展的必然需求：（新需求）
? 未来是软件算法定义车辆，数据驱动交通与出行。需要处理海量的测试数据与进行软件算法迭代优化的能力。 ? 相比于传统的对力学机械电子的机理模型非实时仿真，智能汽车迫切需要对感知真实环境与交通互动行为的系统仿真。 ? 智能汽车的仿真是多学科知识交叉应用的领域，机械电子，算法软件，大数据，通讯，汽车与交通，需要融合为一体。
实现的可行性：
? 采用分布式的硬件集群架构实现算法软件的大规模并行加速测试。采用自动工具链处理海量案例实现虚拟测试。 ? 集中持续投入研发在高精度地图与场景数字化还原、多传感器机理仿真、基于统计模型的交通智能体与动态交通的仿真。
解决机器认知真实世界连续与离散的混合特性，并将其在虚拟世界仿真现实系统的完整相关有序与动态。
1
自动驾驶仿真市场及前景分析
自动驾驶仿真技术近期处于技术的空白需求期
主机厂采用的短期过渡方法：
? 当前过渡，主机厂是沿着ADAS的仿真线路发展的，因此采用传统ADAS软件的组合做为过渡保证现有产品正常开发。 例如采用 Pre-Sacn + CarSim + MATLAB/Simulink 或者采用CarMaker + Oktal SCANeR + MATLAB/Simulink联合仿真的方 案。
虚拟仿真3D辅助设计系统方案实用PPT(30张)
A地区
云服务器
B地区
云端共享场景
03系统应用
three • 虚拟仿真\ 工业设计\
应用场景
工具的升级，效率的提升
需求方
方案交付及反馈
提 出
运用创新手段，满足需求。
需
求
智力
工程师
物力
沉浸仿真 系统
解决方案
常见应 用场景
可视化
交互性
真实性
技术评审
研发-生产地点
验证流程
管理-工程部门 （跨域评审）
结果演示
示，或在隐藏零件和显示零件之间切换。 ➢ 添加标注：在虚拟环境中添加指向位置的数字索引。 ➢ 自由行走：以虚拟方式参观建筑物或模型内部，可以模拟上下
楼梯动作。
VR应用案例
VR头盔
光学动作捕捉相机
AR应用案例
THANK YOU
•
1.有学者认为，这些水是地球本身固 有的。 在地球 形成之 初，地 球水就 以蒸气 的形式 存在于 炽热的 地心中 ，或者 以结构 水、结 晶水等 形式存 于地下 岩石中 。那时 ，地表 的温度 较高， 大气层 中以气 体形式 存在的 水分也 较多。
CAVE系统
AR系统
沉浸式VR系统
虚拟仿真种类
01.实物仿真
实物仿真是用实物模型采用机械 式的方法模拟另一个实物系统原理、 结构、操作等。如楼花、沙盘、微 缩机械模型等。
实物虚拟仿真模型
02.半实物仿真
半实物仿真是既有实际物体又有 虚拟影像来模拟另一物体特征，半 实物仿真多用来模拟宏大场景，如 模拟飞行，驾驶等。
目前主流应用的3D 手势识别、数据手套，已经符合人体的自然动作，让人们以最舒适的方式获取信息。
ViCarrealTime软件资料Cosimulation
Matlab API函数库包括以下三种: 用于修改已经存在的xml文件的函数（xml文件定义了车辆模型参数，仿 真工况与参数等） 用于打包与更新VI-CarReaLTime数据库的函数. 用于运行仿真工况的函数.
上述功能函数提供了友好的接口方便用户进行优化设计
函数列表，函数使用范例等内容可以在VI-CarRealTime帮助文档Matlab API Toolkit 这部分找到。
案例说明：半主动主动悬架，用于改善悬架的平顺性 软件环境： Matlab 2014b + Vi-CarRealTime 17
案例1 半主动悬架 天棚控制 希望悬架尽可能产生与簧载质量垂向速度相反的力
（器定义
案例1 半主动悬架
定义仿真工况文件
VI-CarRealTime Training 联合仿真
Matlab接口
VI-CarRealTime 允许用户通过Matlab界面与VI-CarRealTime进行交互。
这里有两种交互方式： VI-CarRealTIme 与Simulink 联合仿真 用过Maltab API函数库与VI-CarRealTime模型交互
单击运行按钮在工作目录下生成想xml仿真 文件
案例1 半主动悬架 搭建仿真模型
理想天棚控制模型
案例1 半主动悬架 搭建仿真模型
被动减振器模型
案例1 半主动悬架 信号定义
案例1 半主动悬架 信号定义
案例1 半主动悬架 半主动减振器的特性
只能耗散能量不能主动提供能量
减振器的阻尼在正常阻尼的2倍到0之间变换，编写阻尼力显 示函数，保证阻尼器只耗散能量，不提供能量
案例1 半主动悬架 搭建仿真模型
考虑实际减振器特性的半主动悬架
上述功能函数提供了友好的接口方便用户进行优化设计
函数列表，函数使用范例等内容可以在VI-CarRealTime帮助文档Matlab API Toolkit 这部分找到。
案例说明：半主动主动悬架，用于改善悬架的平顺性 软件环境： Matlab 2014b + Vi-CarRealTime 17
案例1 半主动悬架 天棚控制 希望悬架尽可能产生与簧载质量垂向速度相反的力
（器定义
案例1 半主动悬架
定义仿真工况文件
VI-CarRealTime Training 联合仿真
Matlab接口
VI-CarRealTime 允许用户通过Matlab界面与VI-CarRealTime进行交互。
这里有两种交互方式： VI-CarRealTIme 与Simulink 联合仿真 用过Maltab API函数库与VI-CarRealTime模型交互
单击运行按钮在工作目录下生成想xml仿真 文件
案例1 半主动悬架 搭建仿真模型
理想天棚控制模型
案例1 半主动悬架 搭建仿真模型
被动减振器模型
案例1 半主动悬架 信号定义
案例1 半主动悬架 信号定义
案例1 半主动悬架 半主动减振器的特性
只能耗散能量不能主动提供能量
减振器的阻尼在正常阻尼的2倍到0之间变换，编写阻尼力显 示函数，保证阻尼器只耗散能量，不提供能量
案例1 半主动悬架 搭建仿真模型
考虑实际减振器特性的半主动悬架
Vi-CarrealTime软件资料introduction
VI-CarRealTime
提供从概念到实现的完整建模解决方案
ADAMS/Car
车辆动力学，操稳 平顺，经济性等 性能评价
K&C 优化与DOE
软件在环 预定义数据库 驾驶模拟器与 交通流仿真
硬件在环
Hale Waihona Puke VI-CarRealTime
The "ecosystem"
车辆操稳与平顺 SIL, HIL, DIL DOE, 优化
Saginomiya Seisakusho 工程设计 硬件在环 驾驶模拟器 SimCoVR 视景生成
Multimatic 车辆试验 工程设计 驾驶模拟器
National Instruments 硬件在环 CarSimRT + LabviewRT
Vires 交通场景建模 主动安全 MIRA 工程设计 试验
Courtesy of Centro Ricerche FIAT
CoG Vert. Accel. [g]
Hole
VI-CarRealTime
模型验证试验数据对比
Courtesy of Multimatic Technical Centre
Vi-grad 界面
Vi-grad 界面
Vi-grad 界面
VI-grade用户案例
xpc
硬件----实车部件 环境-----1.传感器 数据采集卡 PCI-6251 xpc自带驱动 PCI-1723 自编驱动 作动器------电机 / 液压伺服 DA 难点：闭环控制（前馈+反馈）， PI控制
PIL 处理器在环
硬件----控制器，电路 环境-----1.传感器 数据采集卡 PCI-6251 xpc自带驱动 PCI-1723 自编驱动 作动器------开关，按钮 DA 难点：闭环控制（前馈+反 馈）， PI控制
CarSim介绍PPT课件
.
30
目录
MSC公司简介 CarSim软件介绍 CarSim软件应用 CarSim 交通模块 CarSim用户
SIL
HIL
.
Sensors
Driving Simulator
31
交通道路环境：运动和静止的物体
支持99个物体，物体消失后还可以重新出现在新的位置 物体的运动可以为常量、通过VS Commands脚本控制、或者从外部软 (Simulink、LabView)导入 静止的汽车和物体：可用于自动泊车系统的开发 运动的物体，仿真道路上的汽车、行人、动物等 运动的汽车可以通过节气门、制动踏板来控制，可仿真道路交通上的连锁 反应
.
3
MSC 公司产品
CarSim
— 针对四轮汽车、轻卡、赛车
BikeSim
— 针对摩托车
TruckSim
— 针对多轴、双轮胎的卡车
SuspensionSim
— 针对悬架
.
4
目录
MSC公司简介 CarSim软件介绍 CarSim软件应用 CarSim 交通模块 CarSim用户
SIL
.
15
CarSim Driving Simulators
▪ 驾驶模拟器 -软件
-服务
.
16
目录
MSC公司简介 CarSim软件介绍 CarSim软件应用 CarSim 交通模块 CarSim用户
SIL
HIL
.
Sensors
Driving Simulator
17
汽车开发流程
整车及系统的设计目标
▪ 和Simulink/LabVIEW无缝连接 ▪ 160+个导入变量/上千个导出变量 ▪ 用户可以无限制自定义导入/导出变量
VISSIM实例讲解PPT课件
参数校正
N
伪随机数问题
伪随机数并不是假随机数,这里的“伪”是有规律的意 思,就是计算机产生的伪随机数既是随机的又是有规律 的。
随机数：初始化随机数产生器。使用相同的输入文件和随机 数，将产生相同的仿真运行结果。随机数不同，车辆的到达 规律也不相同，因此可能导致仿真运行结果的差异。对仿真 结果也有较大的影响。
VISSIM 提供了两种建模汽车行驶路径信息的方法： • 使用行驶路径决策点或行驶方向决策点的静态路径 • 使用OD 矩阵的动态交通分配路径
在没有实现动态交通分配的情况下，用户需要使用路网编辑器手工输入仿真车辆的行驶 路径。该模块是专门为模拟信息条件下的交通系统而开发的。允许用户使用OD 矩阵取代静态路 径作为输入交通流量，并在此基础上建立路网模型。它能够模拟实时交通信息对驾驶员路径选择 行为的影响,真实地再现交通流运行状况。
VISSIM典型应用
对交叉口设计方案（环岛，有/无信号控制， 跨线桥方式）进行比较
公交集散地的客流仿真与可视化。建立具有 三维效果的地下铁路车站和客流模型
VISSIM典型应用——交叉口
VISSIM典型应用——换乘枢纽
对于交通流控制，收费道路，路段控制系 统，道路进口控制和特殊车道等交通管理 系统进行分析
提取检测器数据，用以确定下一仿真时钟的信号状态。同时，将信号状态信息回传给交 通仿真器。
VISSIM简介
VISSIM采用的核心模型是Wiedemann于1974年建立的生理-心理驾驶行为模型。该模型的基本思路 是：一旦后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其心理（安全）距离时，后车驾驶员开始减速。 由于后车驾驶员无法准确判断前车车速，后车车速会在一段时间内低于前车车速，直到前后车间 的距离达到另一个心理（安全）距离时，后车驾驶员开始缓慢地加速，由此周而复始，形成一个 加速、减速的迭代过程。
N
伪随机数问题
伪随机数并不是假随机数,这里的“伪”是有规律的意 思,就是计算机产生的伪随机数既是随机的又是有规律 的。
随机数：初始化随机数产生器。使用相同的输入文件和随机 数，将产生相同的仿真运行结果。随机数不同，车辆的到达 规律也不相同，因此可能导致仿真运行结果的差异。对仿真 结果也有较大的影响。
VISSIM 提供了两种建模汽车行驶路径信息的方法： • 使用行驶路径决策点或行驶方向决策点的静态路径 • 使用OD 矩阵的动态交通分配路径
在没有实现动态交通分配的情况下，用户需要使用路网编辑器手工输入仿真车辆的行驶 路径。该模块是专门为模拟信息条件下的交通系统而开发的。允许用户使用OD 矩阵取代静态路 径作为输入交通流量，并在此基础上建立路网模型。它能够模拟实时交通信息对驾驶员路径选择 行为的影响,真实地再现交通流运行状况。
VISSIM典型应用
对交叉口设计方案（环岛，有/无信号控制， 跨线桥方式）进行比较
公交集散地的客流仿真与可视化。建立具有 三维效果的地下铁路车站和客流模型
VISSIM典型应用——交叉口
VISSIM典型应用——换乘枢纽
对于交通流控制，收费道路，路段控制系 统，道路进口控制和特殊车道等交通管理 系统进行分析
提取检测器数据，用以确定下一仿真时钟的信号状态。同时，将信号状态信息回传给交 通仿真器。
VISSIM简介
VISSIM采用的核心模型是Wiedemann于1974年建立的生理-心理驾驶行为模型。该模型的基本思路 是：一旦后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其心理（安全）距离时，后车驾驶员开始减速。 由于后车驾驶员无法准确判断前车车速，后车车速会在一段时间内低于前车车速，直到前后车间 的距离达到另一个心理（安全）距离时，后车驾驶员开始缓慢地加速，由此周而复始，形成一个 加速、减速的迭代过程。
汽车仿真分析基础 ppt课件
单元类型------弹簧阻尼单元
求解方法
静态线性问题 特征值问题 瞬态分析方法：隐式和显式
静态线性问题
Solve KD=F for D
– Gauss elimination – LU decomposition – Etc.
自由振动分析（特征值分析）
0 KD MD
Assume
单元类型------壳单元
定义壳单元关键字所需要的参数： *ELEMENT_SHELL • 壳单元的ID号。 • PART的ID号 • 4个节点的ID号
*ELEMENT_SHELL $# eid pid n1 n2 n3 n4 3639 8 7781 7783 7785 7780 3640 8 7780 7785 7776 7777 3641 8 7769 7786 7784 7768
瞬态分析方法
Structure systems are very often subjected to transient excitation. A transient excitation is a highly dynamic time dependent force exerted on the structure, such as earthquake, impact, and shocks. The discrete governing equation system usually requires a different solver from that of eigenvalue analysis. The widely used method is the so-called direct integration method.
初速度定义
VISSIM-仿真课讲稿
一般分为：车辆跟驰模型分为线性跟驰模型、非线 性跟驰模型
具体有：刺激—反应模型、安全距离模型、生理— 心理模型、行为阈值模型以及近年来涌现出来的模 糊推理模型和元胞自动机模型
车辆的超车
在双向双车道公路上，当车辆处于跟驰状态，并且 当前车车速低于后车的期望车速时，车辆试图超车 以改变其行驶状态。
据项目要求和仿真人员的经验确定。
三、应用实例
1.鹤岗市文化广场交叉口改造 文化广场主要存在着交通安全问题，其原因在于： 信号灯的位置设置不当，致使有些方向的驾驶员
看不到信号而误闯红灯，造成交通事故。 在东内环路与华夏路交叉口处，允许来自东内环
路去禾友路的车辆左转，即失去了文化路环岛的 作用，又造成了行车的不安全。 在禾友路去华夏路的路段的车道较多也是造成交 通不安全的因素。
P（ht >t）=exp（-Qt/3600）
描述不能超车的单列车流的车头时距分布和车流量 低的车流的车头时距分布时，常选用移位的负指数 分布
P（h>t）=exp[-λ (t -τ)] t≥τ
随机产生车辆与司机:爱尔朗分布
p(h≥t) k1(kt)i ekt/T
i0 T
i!
当阶数k=1时，爱尔朗分布便化为指数分布，可看 成是完全随机的；当k增大时，爱尔朗分布的图形 逐渐变成对称的；当k≥30时，爱尔朗分布近似于 正态分布；当k→∞时，爱尔朗分布化为确定型分 布ຫໍສະໝຸດ VISSIM软件的优缺点
优点 缺点
· 可覆盖大范围交通区域 · 可运行可靠性试验 · 可在PC机运行 · 可不断升级并得到在线支持
· 没有交通分配算法 · 输入数据的译码过程花费大量时间
VISSIM交通仿真软件的流程图
具体有：刺激—反应模型、安全距离模型、生理— 心理模型、行为阈值模型以及近年来涌现出来的模 糊推理模型和元胞自动机模型
车辆的超车
在双向双车道公路上，当车辆处于跟驰状态，并且 当前车车速低于后车的期望车速时，车辆试图超车 以改变其行驶状态。
据项目要求和仿真人员的经验确定。
三、应用实例
1.鹤岗市文化广场交叉口改造 文化广场主要存在着交通安全问题，其原因在于： 信号灯的位置设置不当，致使有些方向的驾驶员
看不到信号而误闯红灯，造成交通事故。 在东内环路与华夏路交叉口处，允许来自东内环
路去禾友路的车辆左转，即失去了文化路环岛的 作用，又造成了行车的不安全。 在禾友路去华夏路的路段的车道较多也是造成交 通不安全的因素。
P（ht >t）=exp（-Qt/3600）
描述不能超车的单列车流的车头时距分布和车流量 低的车流的车头时距分布时，常选用移位的负指数 分布
P（h>t）=exp[-λ (t -τ)] t≥τ
随机产生车辆与司机:爱尔朗分布
p(h≥t) k1(kt)i ekt/T
i0 T
i!
当阶数k=1时，爱尔朗分布便化为指数分布，可看 成是完全随机的；当k增大时，爱尔朗分布的图形 逐渐变成对称的；当k≥30时，爱尔朗分布近似于 正态分布；当k→∞时，爱尔朗分布化为确定型分 布ຫໍສະໝຸດ VISSIM软件的优缺点
优点 缺点
· 可覆盖大范围交通区域 · 可运行可靠性试验 · 可在PC机运行 · 可不断升级并得到在线支持
· 没有交通分配算法 · 输入数据的译码过程花费大量时间
VISSIM交通仿真软件的流程图
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案例2 Vi-CarRealTime 与 AMEsim联合仿真
▪案例说明：用于仿真AFS（前轮主动转向技 术）中行星轮机构引入的转向惯量滞后等特 性
Vi-grade 与 AMEsim联合仿真 AMESim环境设置
▪软件：Vi-grade CarRealTime 17+AMESim 14.0+Matlab 2014b（64 位）+VS2012 ▪ 1.建立Matlab环境变量MATLAB D:\PROGRA~1\MATLAB\R2014 环境变量建立完成之后，建议注销计算机，重新进入系统。 ▪ 2.在Matlab 2014b中确认是否找到了编译器（可以通过mex –setup设
Matlab API函数通过直接修改文件内容的方式来修改车辆模型参数。而且所有 的操作都在Matlab中进行，不需要用户打开软件GUI界面来配置模型参数。
Matlab API Toolkit
VI-CarRealTIme提供了完备的函数Matlab API函数库，方便用户在Matlab环 境访问，修改以及运行VI-CarRealTme模型
不推荐多个版本VI-CarRealTIme的Simulink模块库在同一Maltab中共存，这 是为稳定性考虑。请不要使用下图中文件浏览功能指定输入xml文件（至少 在17版本中）。
Matlab API Toolkit
Matlab API函数库为用户提供了创建与自动运行试验设计（DOE）的环境， 通过这一工具。用户运用该工具优化悬架与车辆参数配置。
输出信号，并将这些信号接口与其他模块相连。（注意:一个Simulink模型中 只能有一个VI-CarRealTime模型） VI-CarRealTime 车辆模型的参数通过一个xml文件传递到CarRealTime中。
Matlab/Simulink接口
The VI-CarRealTime vehicle data is communicated to the S-function through: ➢ 仿真配置文件生成
Matlab API函数库包含了一系列的Matlab函数用于与VI-CarRealTime文件交 互。交互包括了修改，设置，获取数据VI-CarRealTime文件中的模型属性。
Matlab API函数可以管理整个车辆模型数据库，以及运行所有的建模与仿真过 程 。 上述 提到的建模 与仿 真 过程既 包括 了 VI-CarRealTime， 也包 括了 VISuspensionGen。
✓ 仿真配置文件生成时只需要注意Solver Setting中配置，主要配置的是 Mode of Simulation要配置为file only。
✓ 运行仿真仿真配置文件<event_name>_send_svm.xml 创建
Matlab/Simulink Interface
✓ 在Maltab的WorkSpace中定义一个字符串变量vicrt_inputfile 该变量的 内容是<event_name>_send_svm.xml 文件的完整地址。
置），这里的编译器使用的VS2012。
Vi-grade 与 AMEsim联合仿真 AMESim环境设置
▪3.在AMESim中设置编译器的种类，在Tool—Option—reference下面的
案例1 半主动悬架 Vi-grade 与 Simulink联合仿真
▪案例说明：半主动主动悬架，用于改善悬架的平顺性 ▪软件环境： Matlab 2014b + Vi-CarRealTime 17
案例1 半主动悬架 天棚控制
▪希望悬架尽可能产生与簧载质量垂向速度相反的力 （力的大小与簧载质量的速度成正比）
▪ 只能耗散能量不能主动提供能量
▪减振器的阻尼在正常阻尼的2倍到0之间变换，编写阻尼力显 示函数，保证阻尼器只耗散能量，不提供能量
案例1 半主动悬架 搭建仿真模型
▪考虑实际减振器特性的半主动悬架
案例1 半主动悬架 结果对比
▪ 指标：车身垂向加速度均方根值 ▪ 被动减振器： 0.0130(g) ▪ 理想半主动减振器：0.0070（g） ▪ 考虑减振器特性的半主动悬架：0.0085 （g）
Matlab API函数库包括以下三种: ➢ 用于修改已经存在的xml文件的函数（xml文件定义了车辆模型参数，仿 真工况与参数等） ➢ 用于打包与更新VI-CarReaLTime数据库的函数. ➢ 用于运行仿真工况的函数.
上述功能函数提供了友好的接口方便用户进行优化设计
函数列表，函数使用范例等内容可以在VI-CarRealTime帮助文档Matlab API Toolkit 这部分找到。
案例1 半主动悬单击运行按钮在工作目录下生成想xml仿 真文件
案例1 半主动悬架 搭建仿真模型
▪理想天棚控制模型
案例1 半主动悬架 搭建仿真模型
▪被动减振器模型
案例1 半主动悬架 信号定义
案例1 半主动悬架 信号定义
案例1 半主动悬架 半主动减振器的特性
Matlab/Simulink 接口
在Simulink中，用户可以方便的获取VI-CarRealTime的状态信号，以及控制 模型输入。用户可以在这个基础上设计控制算法与采集模型状态。.
Matlab/Simulink接口
VI-CarRealTime被封装成S-function，方便用户调用The VI-CarRealTime 一个S-function模块可以作为一辆车的模型，用户可以定义车辆模型的输入
VI-CarRealTime Training 联合仿真
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Matlab接口
VI-CarRealTime 允许用户通过Matlab界面与VI-CarRealTime进行交互。
这里有两种交互方式： ➢ VI-CarRealTIme 与Simulink 联合仿真 ➢ 用过Maltab API函数库与VI-CarRealTime模型交互