自动驾驶CarSim和Simulink联合仿真的完美攻略！

news2024/12/26 11:50:39

作者 | 车路慢慢仿真秀科普作者

导读：大家好，我叫李慢慢，仿真秀专栏作者，某汽车主机厂汽车仿真工程师，正在筹备转岗。自2020年起，我就在仿真秀App分享ANSA教程和攻略,并学习自动驾驶仿真。

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本文目录：

1、自动驾驶的仿真平台是什么

2、CarSim在仿真平台中的作用

3、CarSim软件功能介绍

4、CarSim的软件界面介绍

5、CarSim和Simulink的联合仿真

以下正文：

一、自动驾驶的仿真平台是什么

自动驾驶仿真有三个要素：场景库、仿真平台、以及结果评价。关于场景库，我在上一篇文章（戳我可看）描述了个大概，今天想来说说仿真平台。但是仿真平台是一系列软件的集合，一言以蔽之不了，所以还是只能一个一个软件地来说。

心中有地图，学习不迷路，我觉得有必要先简单说下仿真平台是个什么东西。仿真平台目前大多还不成熟，各厂家各有各的玩儿法。但大致做法是将诸多仿真软件进行联合，搭建起一个框架，形成一个“临时拼凑”的仿真平台，在仿真平台中，用海量的场景（场景库）对自动驾驶的各个算法进行功能验证（大概逻辑如下所示）。

当然也有厂家“野心勃勃”要自个儿开发出来自动驾驶仿真平台的（如蔚来的DevOps平台、丰田的e-Palette平台），但其逻辑也逃不出这个大图，只不过是用自主研发的软件取代了外部的商用软件而已。

二、CarSim在仿真平台中的作用

言归正传，在仿真平台中，有很多商用软件是受欢迎的，比如CarSim、PreScan、CarMaker、VTD、Matlab/Simulink等。这些软件各有各的特点，我们本期要说的CarSim就是以擅长汽车动力学分析而脱颖而出的。

百科：汽车动力学，是指主要研究汽车在行驶过程中汽车轮胎、空气阻力对其的影响，并包括汽车自身驱动与制动之间的相互作用的科学。

在自动驾驶仿真中，如果对汽车的动力学比较看重，是有必要建立出相应的车辆动力学模型的。就比如，对于AEB（自动紧急制动）功能来说，如果系统检测到前方有障碍物，给出指令从而采取制动措施，那么汽车以多大的制动力来刹车才能保证既不撞到障碍物也能平稳停下来呢，就是汽车动力学在自动驾驶仿真算法中的一个简单应用。

三、CarSim软件功能介绍

CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍，可以仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。

CarSim软件的主要功能如下：

a、适用于以下车型的建模仿真：轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV；

b、可分析车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性及平顺性；

c、可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析；

d、可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果；包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工具，功率谱分析模块；程序稳定可靠；

e、CarSim软件可以扩展为CarSim RT, CarSim RT 是实时车辆模型，提供与一些硬件实时系统的接口，可联合进行HIL仿真；

f、先进的事件处理技术，实现复杂工况的仿真；

g、友好的图形用户界面，可快速方便实现建模仿真；

h、提供多种车型的建模数据库；

i、可实现用户自定义变量的仿真结果输出；

j、可实现与simulink的相互调用；

k、多种仿真工况的批运行功能；