自动驾驶整车在环仿真平台研究及模拟实现

针对目前主流自动驾驶整车测试方法及ADAS整车在环仿真测试方法的特点。利用虚拟现实和实时仿真技术,搭建自动驾驶整车在环仿真平台,并在室内进行仿真平台的模拟实现和案例测试。该平台不仅可以提供丰富的测试环境,危险场景以及难复现的复杂场景进行可重复性测试,而且使用的是真实车辆的车辆动力学特性,无需复杂的车辆动力学模型,同时测试成本也相对低廉。     

车辆动力学仿真模型校核与验证关键技术研究

由于能够有效降低测试成本、缩短测试周期,仿真测试方法在汽车行业得到了越来越广泛的应用。对车辆动力学仿真模型进行校核和验证是车辆动力学仿真模型被应用于仿真测试的基础,目前迫切需要对车辆动力学仿真模型的校核和验证技术进行流程化和标准化。文章通过广泛调研国内外车辆动力学模型的校核、验证与确认技术,建立了车辆动力学模型的校核和验证流程,梳理了车辆动力学模型的验证工况和场景,整理了车辆动力系模型的验证指标体系,提出了车辆动力系模型质量评估方法。该研究成果可用于支撑车辆动力学仿真模型的校核、验证与确认相关标准的制定。     

基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台

整车在环仿真测试方法可以安全、高效地验证复杂环境和极端工况等场景下自动驾驶汽车性能的有效性，基于此研发一种基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台，该平台由前轴可旋转式转鼓试验台、试验台测控子系统、虚拟场景自动生成子系统、虚拟传感器模拟子系统、驾驶模拟器、自动驾驶汽车和测试结果自动分析评价子系统组成。通过在试验台滚筒上独立加载转矩模拟车辆行驶阻力，可动态模拟不同的路面附着系数，同时利用坡度、侧倾和转向随动机构可模拟车辆俯仰角、侧倾角和航向角3个自由度；采用虚拟现实技术柔性集成车辆动力学模型、传感器仿真、复杂道路交通环境及测试用例仿真，模拟多种道路交通场景，并通过传感器仿真及数据融合等技术快速测试自动驾驶汽车智能感知与行为决策等性能指标。将自动驾驶汽车、虚拟仿真场景和试验台耦合构建一个闭环系统，完成了多项关键技术研发，包括：多自由度高动态试验台结构设计、虚拟测试场景自动重构方法和传感器数据模拟及注入方法，可满足在各种场景下测试自动驾驶汽车整车性能的需求。此外，为验证快速测试平台的有效性，以U-turn轨迹跟踪控制为研究实例，基于简化的车辆运动学模型和模型预测控制算法，在平台上搭建U-turn场景并对自动驾驶汽车的轨迹跟踪控制算法性能进行大量测试。结果表明：自动驾驶汽车室内快速测试平台可以真实地模拟汽车在道路上的运行工况，自动驾驶汽车在虚拟场景中的轨迹跟踪效果良好，与参考轨迹的偏差小于8%，证明了该测试平台检测方法的有效性。     

基于虚拟测试的车辆横向MPC控制器的设计

针对智能汽车的横向控制,设计一种基于MPC控制原理的控制器,并通过Matlab构建虚拟测试场景和车辆动力学模型,对控制器进行仿真分析。     

基于模糊控制的车辆动力学稳定性控制研究

运用模糊控制原理设计了汽车横摆角速度和质心侧偏角联合反馈控制的模糊控制器,使汽车实际的横摆角速度和质心侧偏角与名义值的差值保持在一定的稳定范围,保证汽车的稳定性,并使用Matlab/Simulink软件对这一控制模型进行仿真,验证控制算法的有效性;以dSPASE软件为基础,设计了车辆动力学稳定性控制硬件在环模拟试验平台...     

联合仿真技市在车辆动力学稳定几天控制上的应用

首先介绍了目前车辆动力学稳定性控制的研究现状．提出了基于联合仿真平台进行控制仿真研究的新思路；其次详细分析了车辆动力学稳定性控制的原理。应用直接横摆力矩状态反馈控制策略，基于ADAMS／Car和Matlab／simulink的联合仿真技术．采用阶跃转向和单移线仿真工况有效验证了该控制策略的正确性，提高车辆在危险工况下的稳定性和可控性，为实际设计车辆动力学稳定性控制系统提供了理论基础。     

基于整车多体模型的电动助力转向虚拟试验

首先利用机械动力学仿真分析软件ADAMS建立某多功能商务车整车多体动力学模型;其次在Matlab/Simulink中设计了PID控制的电动助力转向控制器,并定义了与ADAMS/Car环境下车辆模型的数据交换接口;最后将设计的控制器在ADAMS/Car和Matlab/Simulink环境下通过输入输出接口实现联合迭代仿真,不断修正控制参数直到得到满意的控制效果。仿真结果表明,所建立的模型和联合仿真的分析方法是正确的、有效的,为加快开发汽车EPS系统的控制逻辑提供了理论参考。     

车路协同 V2X仿真验证系统设计

为验证车路协同技术的有效性和安全性,基于车联网(V2X)测试需求,提出了一种车路协 同仿真验证系统的设计方案。使用 Prescan软件搭建了仿真场景,以用户数据报协议(UDP)形式将 仿真数据发送至 V2X 协议栈,通过 LTE-V 信道仿真设备仪表和被测器件(DUT),并经由直连通信 接口(PC5)进行通信。采用全球卫星导航系统(GNSS)模拟器,将模拟测试车辆的位置和时间等信息 与协议栈及 DUT 进行同步交互,DUT 接收到测试场景及位置的数据后,触发车路协同相关预警功 能。该方案可真实模拟 V2X环境,实现了 V2X应用场景的测试验证,能够有效推动车路协同系统的 开发和算法验证,促进 V2X技术的快速发展。     

基于ADAMS/Simulink联合仿真的电动汽车四轮轮毂电机驱动控制

使用ADAMS/View软件根据车辆动力学建立了国内某款电动汽车的整车动力学模型,使用MATLAB/Simulink搭建了直流无刷电机(BLDCM)的转速和电流双闭环控制模型。通过ADAMS与MATLAB/Simulink的联合仿真,实现BLDCM驱动电机与建立的整车动力学模型的连接,模拟4WD轮毂电机驱动,并设计了4个轮毂电机的转矩分配与补偿控制系统,通过联合仿真分析验证了该控制系统的有效性。模拟低摩擦路面上行驶的仿真结果显示,与单电机前驱相比,改进为4WD轮毂电机驱动的该款电动汽车在低摩擦路面上的动力性与稳定性有显著提高。     

分布式驱动电动汽车转矩协调控制策略研究

首先讨论轮毂电机控制目标,依据横摆角速度与质心侧偏角对车身进行稳定性分析,然后结合车辆转向工况讨论了以稳定性为目标的转矩协调控制方法。最后在CarSim软件中创建车辆动力学模型,在Matlab/Simulink中创建转矩协调控制模型,通过CarSim和Matlab/Simulink联合仿真,验证文章中的转矩协调控制策略可以提高车辆稳定性。     

智能车场景建模及仿真

对智能车场景建模及仿真应用进行了研究,对用于智能车开发和测试的交通场景进行了定义,并提出了搭建场景的框架,设计了仿真场景搭建流程以便规范和快速搭建智能车测试场景,在此基础上集成了车辆模型和控制算法,实现了场景模型、车辆模型和控制模型的联合仿真。     

基于动力学模型预测控制的铰接车辆多点预瞄路径跟踪方法

现有的铰接车辆路径跟踪控制方法在模型线性化和预瞄误差过程均产生较大误差,导致跟踪精度降低。针对铰接车辆路径跟踪控制,构建了铰接车辆动力学模型,采用基于状态轨迹的线性化方法补偿动力学误差,提出了考虑路径多点预瞄误差的控制目标,设计了基于动力学模型的模型预测控制器,用以优化铰接点处转向力矩。为验证该方法的有效性,采用Matlab/Simulink和Adams软件构建了联合仿真平台,对控制算法进行了仿真验证。仿真结果表明,本文中设计的控制器可有效提升铰接车辆路径跟踪精度。     

共轨柴油机ECU仿真平台研究

提出了共轨柴油机仿真平台的设计思路、具体框架和基于Matlab/Simulink的具体实现方法,该平台提供了软件在环、硬件在环和故障仿真模拟测试等多项功能。在共轨ECU硬件在环测试中取得了与原机试验极为接近的效果,并通过故障仿真模拟测试发现了被测ECU控制策略和硬件设计方面的失误,在实际应用中验证了其准确性和可靠性。     

基于最优控制的半主动悬架下摆臂疲劳寿命预测

运用多体动力学仿真软件ADAMS和Matlab进行的整车联合仿真结果表明,半主动悬架系统能有效提高车辆的平顺性。通过获取下摆臂的载荷时间历程,结合有限元应力分析结果,在MSC.Fatigue软件中进行下摆臂疲劳寿命计算,得到了其疲劳寿命分布和危险点的寿命值。实车台架试验表明,试验结果与仿真计算结果基本一致。     

A Study on the Performance Simulation and Control Scheme for In-wheel Motor Driven Vehicles

为多域车辆的陆地行驶,设计了轮边电机驱动系统,构建了基于轮边驱动系统的车辆模型,并对驱动控制方法进行了研究.在转向动力学理论分析基础上,在ADAMS中建立了多体动力学模型;提出了车辆驱动与转向的控制策略,在Matlab/Simulink环境建立了控制模型,运用联合仿真方法对车辆在直线加速、转向和制动等典型工况下的行驶性能进行仿真验证.结果表明车辆的主要性能符合预期目标,驱动控制策略有效.     

载货汽车质量与路面坡度联合估计方法研究

同时利用纵向动力学模型和加速度偏差坡度估计模型,基于多遗忘因子的递推最小二乘法(RLS),对载货汽车的质量与路面坡度进行了联合估计。在Matlab/Simulink中建立了估计模型,在动力学软件Truck Sim中建立了载货汽车的非线性车辆模型,通过固定坡度路面与正弦扫频路面的动力学仿真对估计方法进行了验证,结果表明,当路面坡度变化不明显时,使用联合坡度估计模型与只采用纵向动力学模型对路面坡度进行估计辨识时两者差异较小;而在正弦扫频路面条件下,联合坡度估计模型能够更好地跟踪路面坡度变化,估计值更精确。     

ADAS应用中汽车的近场RCS仿真研究

文章使用基于3D电大尺寸仿真软件搭建ADAS应用场景,模拟不同场景下防撞雷达发射电磁波照射到目标车辆并返回到雷达的过程;通过仿真某种应用场景下目标车辆相对雷达不同距离时,雷达接收到的散射能量,根据雷达方程计算出目标车辆在不同距离下的近场RCS。分别将仿真中雷达接收到的散射能量与雷达在道路上实测数据归一化并进行对比分析,二者吻合较好,证明了仿真结果的正确性与可靠性。     

基于ADAMS-Car的汽车建模与仿真研究

为了有效应用多体动力学软件ADAMS/Car进行车辆动力学研究,介绍并建立了包括汽车底盘、车身、转向、前后悬架、轮胎、动力总成等分系统的汽车整车模型,将整车系统简化为单自由度的质量-刚度-阻尼系统,建立微分方程,分别应用Matlab/Simulink和ADAMS/Car两种仿真方法,对整车模型进行了正弦激励输入下的仿真,比较计算结果可知达到稳态后的车身响应曲线非常吻合。研究表明:基于ADAMS/Car建立的整车多体动力学模型准确,可以用于实际车辆的仿真研究。     

基于蒙特卡洛模拟的无人车高速公路变道虚拟测试场景自动生成算法

高速公路环境下,相邻车道前方车辆变道切入是常见的高风险场景.基于场景的虚拟仿真测试,是验证无人车应对其他车辆变道切入时控制算法安全性与可靠性的有效方法.基于蒙特卡洛模拟方法,提出一种无人车高速公路变道虚拟测试场景自动生成算法,实现测试场景中变道车与测试车的运动轨迹生成.利用高速公路真实交通数据集highD提取真实变道场...     

基于场景的智能网联汽车模拟仿真测试评估方法与实践

搭载自动驾驶功能的智能网联汽车因可在其设计运行条件内承担全部动态驾驶任务,面临安全验证与评估挑战。基于场景的智能网联汽车安全测试评估方法已成为广泛的行业共识,模拟仿真测试是其重要手段之一。从第三方视角,针对自动驾驶安全性、高场景覆盖度、逻辑完备性等测试验证目标,搭建基于软件在环的模拟仿真测试环境框架,在此基础上研究基于设计运行条件覆盖的测试场景集构建方法,探索形成一套高可信智能网联汽车模拟仿真测试评估方法,并在特定应用场景进行初步实践。研究成果为模拟仿真测试在智能网联汽车安全测试与评估中的落地应用提供了参考。