【自动驾驶学习笔记——Prescan和Simulink 学习笔记和问题记录(2)——建立一个完整闭环的PreScan模型接入控制算法的接口】

本文详细介绍了如何在PreScan中构建一个包含车辆、路径和道路的闭环模型,并配置接口以接入控制算法,重点讲解了动力学模型、PathFollower模块的使用以及输出接口的连接。后续会涉及传感器的集成。

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Prescan和Simulink 学习笔记和问题记录(2)

问题2:如何自己搭建PreScan中的:车辆(被控对象)、路径(预设路径)、道路?建立一个完整闭环的PreScan模型接入控制算法的接口?

1. 首先,了解什么是接口?

任何无人驾驶仿真软件都需要有确定的输入、输出,即接口。输入输出内部是留给我们发挥的空间,即算法设计。
一般的控制算法的接口为:Throttle、Brake、Steering。当然一般情况下也需要接入各种传感器的输出接口,这个只要新建对应的传感器就可以得到传感器输出接口。

2. 其次,基于PreScan界面搭建一个简单的环境:道路、路径、车辆。如图1所示。

图 1:
在这里插入图片描述

3. 对模型进行配置

(1)右键点击 车辆,点击 Object configuration ,先选择车辆的模型 Dynamics, 一般选择2自由度模型。不做传统的车辆,2自由度够用了。如图2.

图 2:
在这里插入图片描述
(2)再选择 DriverModel来配置路径,选择路径跟随 Path Follow,也可以勾选是否选择预瞄点 Preview。如图3。

在这里插入图片描述

4. 编译,再生成Simulink模型。

可以看到PathFollower中可以输出Steering、Throttle、Brake,并直接连接动力学模型,是主要的控制输出接口。PathFollower的simulink模型生成之后调整布局如下(个人有强迫症,看了想调整一下,其实没什么必要):
在这里插入图片描述
(1)红色部分为Bus 总线输出各种动力学参数,可以看到接口连接回到路径跟踪模块,形成闭环。
(2)绿色部分是动力学模型 To 路径跟踪模块,主要将X,Y方向的速度返回给路径跟中模块。
(3)蓝色部分为初始速度和期望速度,控制算法里面的期望速度一般来自结合周围车辆和控制算法推导的速度。
(4)橙色部分是常用的控制输出接口,连接动力学模型的输入。

5. 总结

以上就是 建立一个完整闭环的PreScan模型接入控制算法的接口 基本流程,后续还将继续总结加入传感器后的思考。

### Prescan 中车辆动力学参数设置配置教程 在Prescan中,为了构建准确可靠的车辆纵向动力学模型并用于碰撞预警系统的开发,需依据实际车辆的物理特性来设定相应的动力学参数。具体来说,在Prescan环境中选择了2D Simple模型作为基础框架,并选定了特定车型来进行模拟实验。 #### 1. 车型选择 对于自车而言,选取了奥迪A8轿车型号(Audi_A8_Sedan_1),而对于前方的目标车辆,则采用了福特嘉年华掀背版(Ford_Fiesta_Hatchback_1)[^1]。 #### 2. 动力学参数调整 针对所选定的不同类型的汽车,在Prescan平台内可以对多种关键的动力学属性进行细致调节: - **质量 (Mass)**: 定义整车的质量分布情况; - **质心位置 (Center of Gravity Position)**: 设定重心相对于车身坐标系的位置; - **轮胎刚度系数 (Tire Stiffness Coefficients)**: 影响到抓地力表现的关键因素之一; - **空气阻力系数 (Air Resistance Coefficient)** **迎风面积 (Frontal Area)**: 主要影响高速行驶时的能量消耗以及稳定性; - **最大加速度/减速度 (Maximum Acceleration / Deceleration Limits)**: 设置极限性能指标以反映不同驾驶条件下的响应能力; 这些参数的具体数值应尽可能贴近现实世界中的对应值,从而提高仿真的准确性与可靠性。 #### 3. 实际操作指南 当进入Prescan界面后,可以通过以下路径访问修改上述提到的各项参数: - 打开项目文件夹内的`Vehicle Dynamics Library`库; - 寻找并双击打开所需的车辆实例节点; - 在弹出窗口中找到`Parameters`标签页即可看到可编辑的相关选项列表; 通过这种方式能够方便快捷地完成所需车辆特性的定义工作,进而支持更精确有效的ADAS功能测试与发展活动。 ```matlab % MATLAB脚本示例:加载预设好的车辆模型及其默认参数集 load('prescan_vehicle_model.mat'); % 加载保存有车辆数据的工作区变量 disp(vehicleModel.Parameters); % 显示当前已有的全部动力学参数详情 ```
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