技術文章
在之前的文章中,我們介紹了如何構建簡單的車輛模型,并基于FMI2.0構建了其FMU,其最終結構為:
今天將會和大家分享如何在aiSim中,通過UDP和aiSim車輛動力學API(Vehicle Dynamics Interface, VDI)來實現(xiàn)和外部的FMU車輛動力學模型的聯(lián)合仿真。
車輛動力學仿真是aiSim的核心組件,能夠根據(jù)駕駛指令來確定車輛的運動變化?;跍蚀_可靠的車輛動力學模型,可以確保車輛模擬更加真實。在aiSim可以將FMU單獨視作動態(tài)庫來實現(xiàn)車輛動力學,也可以基于VDI和UDP來實現(xiàn)和FMU的聯(lián)合仿真。
VDI中提供了5種不同的車輛動力學模型,包括:
(1)2d:橫向自行車模型
(2)23d:底盤俯仰和側傾分離的橫向自行車模型
(3)3d:具有3D剛性車身和獨立車輪懸掛的橫向輪胎模型(計算量很大)
(4)拖車模型:用于牽引車輛
(5)FMU:基于FMI對于車輛動力學的不同描述
整個聯(lián)合仿真的進程可以分四個部分:
(1)根據(jù)車輛名稱匹配對應的ego
(2)在VehicleDB.json或是ego自己的asset包中確認所定義的車輛動力學模型
(3)實例化專屬的VDI來處理FMU,定義必須的輸入/輸出數(shù)據(jù)
(4)通過socket和pyfmi處理FMU
在實例化VDI時,我們將會遵循以下四個部分來獲取車輛動力學的相關數(shù)據(jù)
在實例化VDI的同時,初始化一個UDP接口來處理收到的數(shù)據(jù)。
如果我們通過UDP來實現(xiàn)FMU的讀?。榱朔植际较到y(tǒng)),那么我們還需要pyfmi和socket來協(xié)助我們讀取和寫入FMU的數(shù)據(jù),整個腳本主要實現(xiàn)功能為:
(1)創(chuàng)建UDP的socket,用于監(jiān)測和讀取來自VDI的數(shù)據(jù)
(2)解析來自VDI的數(shù)據(jù),獲取動力學數(shù)據(jù)和標志信號,后者主要用于步進操作
(3)基于標志信號步進式執(zhí)行仿真
(4)基于fmipy讀取FMU中定義的各種動力學數(shù)據(jù),并將其打包成UDP,在讀取時,同樣遵循modelDescription.xml中的定義。
在完成以上工作后,可以啟動整個進程,看一下分布式聯(lián)合仿真的效果。FMU和對應的腳本運行在PC1上,aiSim運行在PC2上。
以上就是關于功能模型接口FMI的聯(lián)合仿真的全部內容,通過FMU我們可以快速的在不同工具之間進行集成,而不需要進行大規(guī)模的模型移植或是繁瑣的聯(lián)調。
如果涉及到聯(lián)合仿真,每個子系統(tǒng)都需要對應的仿真器進行求解,在通信時數(shù)據(jù)的交換頻率和吞吐量都會對延時造成影響,從而造成仿真的偏差,可以優(yōu)化不同的通信機制或是采用案例中主動觸發(fā)的方式來減少負面影響。