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使用 CAN FD 和 TCP/IP 的前向碰撞警告应用程序

此示例使用:

打开实时脚本

以下示例说明如何执行前向碰撞警告 (FCW) 应用程序，其中通过 CAN FD 和 TCP/IP 协议实时回放传感器和视觉数据。测试车辆上安装的传感器套件所录制的数据会被实时回放，就如同它们来自车辆的网络接口一样。Vehicle Network Toolbox™ 和 Instrument Control Toolbox™ 提供这些接口。这套系统用于测试使用 Automated Driving Toolbox™ 的功能开发的 FCW 系统。有关真实 FCW 算法的设计和开发的帮助，请参阅示例Forward Collision Warning Using Sensor Fusion (Automated Driving Toolbox)。

系统配置

此示例使用 Vector 提供的虚拟 CAN FD 通道。安装 www.vector.com 上提供的 Vector Driver Setup 包后，可以使用这些虚拟设备通道。

此示例有两个主要组件：

  1. 发射机：通过 CAN FD 和 TCP/IP 发送传感器和视觉数据。该部分代表示例车辆环境。它可以回放预先录制的数据，就像现场车辆一样。

  2. 接收机：收集所有数据并执行 FCW 算法和可视化。该部分代表应用程序组件。

为了执行该示例，发射机和接收机部分分别在不同的 MATLAB® 会话中运行。这样就复制了数据源存在于作为开发工具的 MATLAB 会话外部的情况。此外，此示例允许您以多种执行模式（解释模式和 MEX 模式）运行 FCW 应用程序，每种模式有各自的性能特征。

生成数据

传输应用程序通过 helperStartTransmitter 函数执行。它在当前 MATLAB 会话之外启动一个新的 MATLAB 进程来运行。发射机初始化自身并自动开始发送传感器和视觉数据。要运行发射机，请使用 system 命令。

system('matlab -nodesktop -nosplash -r helperStartTransmitter &')

FCW Example MATLAB Command Window.PNG

执行前向碰撞警告系统（解释模式）

要打开接收 FCW 应用程序，请执行 helperStartReceiver 函数。您可以点击开始以开始数据接收、处理和可视化。您可以探查 helperStartReceiver 函数，了解 Vehicle Network Toolbox CAN FD、Instrument Control Toolbox TCP/IP 和 Automated Driving Toolbox 的各功能之间如何配合使用。

helperStartReceiver('interpreted')

FCW_Example_BEP_Window_1_80.png

查看结果

完成后，使用命令行窗口中的关闭窗口按钮停止发射机应用程序。点击接收 FCW 应用程序上的停止，然后也关闭其窗口。

当停止接收 FCW 应用程序时，会出现详细说明应用程序性能特征的图。它显示接收数据、处理 FCW 算法和执行可视化所花费的时间。基准设定对于显示系统中需要提高性能的部分非常有用。很明显，执行 FCW 算法花费的时间占据了很大一部分。在下一节中，将探查代码生成作为提高性能的一项策略。

FCW Example Interpreted Plot.png

执行前向碰撞警告系统（MEX 模式）

如果工作流中需要更快的性能，则可以使用 MATLAB Coder™ 生成 MATLAB 代码并将其编译为 MEX 代码。要将此示例编译为 MEX 代码，请使用 helperGenerateCode 函数。该编译会将 FCW 应用程序编译为可在 MATLAB 中直接调用的 MEX 函数。

helperGenerateCode('mex')

重新启动发射机应用程序。

system('matlab -nodesktop -nosplash -r helperStartTransmitter &')

也可以重新启动接收 FCW 应用程序。这次带有输入参量，以使用在前一步骤中编译的 MEX 编译代码。

helperStartReceiver('mex')

完成后，停止并关闭发射机和接收 FCW 应用程序。将 MEX 执行的时间图与解释模式图进行比较，可以看到 FCW 算法的性能改进。

FCW Example MEX Plot.png

使用物理硬件和多台计算机

该示例使用单台计算机通过虚拟连接仿真整个系统。因此，其性能只是真实性能的近似表示。您也可以使用两台计算机（一台作为发射机，一台作为接收机）执行此示例。这样可以更为真实地表示实时数据场景。为此，您可以对示例代码进行简单修改。

将 CAN FD 通信从虚拟设备更改为物理设备需要编辑传输和接收代码，以使用硬件设备（而不是虚拟通道）来调用 canChannel。您可能还需要根据硬件的功能修改对 configBusSpeed 的调用。这些调用位于示例的 helperStartReceiver 和 dataTransmitter 函数中。

更改多台计算机的 TCP/IP 通信需要将发射机的 TCP/IP 地址从本地主机 (127.0.0.1) 调整为静态值（推荐使用 192.168.1.2）。首先在传输主机上设置该地址。然后，修改 helperStartReceiver 函数中的 tcpipAddr 变量以进行匹配。

在进行配置和物理连接后，您可以在一台计算机上运行发射机应用程序，在另一台计算机上运行 FCW 应用程序。