Vehicle Dynamics Blockset

在虚拟三维环境下对车辆动力学进行建模和仿真

 

Vehicle Dynamics Blockset™ 提供了完整的参考应用模型,可在三维环境中仿真驾驶操作。您可以使用预置场景来可视化道路、交通标志、树木、建筑物和车辆周围的其他物体。您可以自定义参考模型,包括使用自己的数据,以及用自己的模型替换子系统。该模块集包含一个组件库,用于对动力系统、转向系统、悬架、车身、制动和轮胎进行建模。

Vehicle Dynamics Blockset 提供的标准模型架构可在整个开发过程中使用。它支持平顺性和操纵稳定性分析、底盘控制开发、软件集成测试和硬件在环测试。通过将车辆动力学模型与三维环境集成,您可以测试 ADAS 和自动驾驶感知、规划和控制软件。这些模型支持您使用标准驾驶操作(如双移线)或自定义场景来测试车辆。

快速入门:

整车仿真

Vehicle Dynamics Blockset 提供了一系列参考应用,均为用于驾驶操作仿真的预置车辆动力学模型。其中包括动力系统、传动系统、转向系统、悬架、车身、制动和轮胎子系统。您可以创建参考应用的自定义版本,以测试您的车辆在正常和极端行驶工况下是否满足设计要求。借助参考应用,您可以:

  • 分析平顺性和操纵稳定性
  • 开发底盘控制功能
  • 测试高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶 (AD) 控制功能

您可以采用这些参考应用作为测试框架,使用自己的车辆数据将其参数化。您还可以进一步自定义子系统,包括使用来自 Vehicle Dynamics Blockset 或 Powertrain Blockset 库的模块,以及使用自己的 Simulink® 和 Simscape 库的模块。参考应用附带 Simulink 工程配置,有助于您在开发团队中推广最佳实践。Simulink 工程可对顶层模型文件、组件模型文件和脚本进行管理和版本控制。

双移线参考应用。

三维环境

在三维环境中仿真车辆动力学有助于可视化和理解车辆的动态响应。您还可以使用三维环境来定义一个逼真的虚拟世界,在其中驾驶车辆。Vehicle Dynamics Blockset 附带多个预置场景,均使用 Epic Games® 开发的虚幻引擎 (Unreal Engine®) 创建。您可通过 Vehicle Dynamics Blockset 虚幻引擎 4 接口支持包获取其他场景。该支持包还提供了工程文件,您可以基于这些文件,在虚幻引擎编辑器中根据需要自定义场景。

Vehicle Dynamics Blockset 中可用的车型之一。

平顺性和操纵稳定性

为了描述车辆在平顺性和操纵稳定性方面的性能特征,您可以使用 Vehicle Dynamics Blockset 中的参考应用来仿真标准驾驶操作,包括双移线、正弦扫频或缓慢增加转向等操作。您还可以通过自定义预置模型创建自己的驾驶操作。您可以仿真转向不足或转向过度行为、横向加速度限制及其他多种动态响应,以此评估您的车辆是否满足设计需求。您可以使用 MATLAB® 和 Simulink 进一步分析车辆,以进行设计研究和系统优化。

仿真双移线操作。

底盘控制

设计和测试底盘控制系统通常需要详细的车辆动力学模型来捕获关键效应,如悬架刚度、车身俯仰和侧倾、轮胎横向和纵向滑移。Vehicle Dynamics Blockset 提供的参考应用包括这些效应,并允许您根据分析所需的复杂度选择不同的模型变体。这些参考应用提供了一个闭环测试框架,您可以在该框架中纳入自己的 ABS 控制器、横摆稳定性控制器或其他底盘控制功能。同样的模型可以在整个开发过程中使用,贯穿从控制开发到软件集成测试和硬件在环 (HIL) 测试的各个环节。

比较两次制动测试的停车距离。

自动驾驶测试

对高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶 (AD) 控制功能的测试通常从描述车辆的简单自行车模型开始。然而,如果要测试自动紧急制动或避障等功能,轮胎滑移和其他效应将变得至关重要,此时,自行车模型无法满足需要。Vehicle Dynamics Blockset 中提供的车辆动力学模型可帮助您以所需的更高保真度测试此类自动驾驶功能。

您也可以使用参考应用提供的三维环境,为 ADAS 和自动驾驶功能开发自己的虚拟测试路况。例如,车辆模型附带虚拟摄像机,可在仿真过程中将图像发回 Simulink。这样一来,您就可以在 Simulink 中分析信号以测试车道检测算法。您还可以在虚幻引擎编辑器中自定义场景,从而更加灵活地创建和仿真场景,以全面演练 ADAS 和自动驾驶功能。

发回 Simulink 的虚拟摄像机图像。

最新特性

车辆和拖车模块

使用三轴实现 3DOF 拖车和车辆

无头模式

运行三维仿真且无需打开虚幻引擎三维可视化显示

Inertial Measurement Unit 模块

实现三轴惯性模块以测量加速度和角速度

三维仿真版本升级

使用虚幻引擎 4.23 运行三维仿真

Simulation 3D Scene Configuration 模块

完善了使用自定义场景的参数选项

新车型

在三维仿真中实现厢式货车型车辆

关于这些特性和相应函数的详细信息,请参阅发行说明