[发明专利]一种自动驾驶软件在环仿真方法

说明书

本发明公开一种自动驾驶软件在环仿真方法，采用分布式架构进行在环仿真，整车动力学模型、仿真器模块与自动驾驶软件系统分别运行在不同系统，环境数据从仿真器模块里输出到自动驾驶软件系统的对应接收端，自动驾驶软件系统反馈的控制量输出到整车动力学模型；整车动力学模型与自动驾驶软件系统采用时序触发技术，按所需频率触发整车动力学模型与自动驾驶软件系统，实现仿真过程的启停与同步控制。本发明不依赖硬件或者实物在环，能进行从简单场景到复杂场景的自动驾驶软件在环验证，不使用实时设备的情况下采取时序触发技术实现仿真过程的启停和同步控制；满足控制模块对仿真验证的精确性需求。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，特别是涉及自动驾驶软件在环仿真方法。

背景技术

包含整车动力学模型的软件系统的软件在环仿真验证，一是采用CarSim建立仿真环境，同时使用其车辆动力学模型，导入到simulink中，利用simulink中tcp模块和自动驾驶规划控制算法模块进行数据交互，进行仿真(CN201811080324.5)；二是采用偏微分方程组的形式构建简化的车辆动力学模型，用真实数据导入到显示和数据交互系统对自动驾驶软件进行离线仿真(CN201810590257.5)。

使用carsim的车辆动力学软件的控制在环仿真方案里直接采用simulink的tcp通信模块，CarSim模型速度为1000hz，自动驾驶软件频率一般在10～20hz之间，两者不对等，此时simulink里的tcp模块会高速向自动驾驶软件部分发布数据，内存浪费，自动驾驶软件部分负担重可能会出现其他异常，与实际运行状态不符。同时，若网络带宽不够，网速较慢或有其它情况出现，高速tcp通信会有不确定的延时，形成使用上的数据时序混乱，造成发散的控制效果，仿真结果有误，无法完成算法的调试验证，更无法使用仿真进行软件在环测试。

采用偏微分方程组的形式构建简化的车辆动力学模型的方案，模型不准，只能进行简单的算法逻辑闭环验证，无法用其结果进行软件性能评估。

发明内容

本发明的目的是针对，而提供一种包含整车动力学模型的自动驾驶软件在环仿真方法，能在低成本条件下提供包含整车动力学的自动驾驶完整软件系统在环的可靠性较高的仿真结果。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种自动驾驶软件在环仿真方法，采用分布式架构进行在环仿真，整车动力学模型、仿真器模块与自动驾驶软件系统分别运行在不同系统，仿真器模块进行虚拟环境建模，同时提供自车初始位置，接收自车控制后状态、循环更新环境数据作为自动驾驶软件系统的上层输入,环境数据从仿真器模块里输出到自动驾驶软件系统的对应接收端，自动驾驶软件系统反馈的控制量输出到整车动力学模型；整车动力学模型与自动驾驶软件系统采用时序触发技术，按系统所需频率触发整车动力学模型与自动驾驶软件系统，对交互过程进行数据触发式时序同步，实现仿真过程的启停与同步控制。

其中，所述整车动力学模型模块为任意包含控制量输入和状态量输出接口的模型；对于不同的自动驾驶车辆仅修改对应的整车动力学模型信息就可快速适配所有车型。

其中，所述整车动力学模型包括simulink模型和动力学侧触发模块，所述自动驾驶软件系统包括自动驾驶软件和自动驾驶软件侧触发模块，所述动力学侧触发模块与自动驾驶软件侧触发模块构成对交互过程进行数据触发式时序同步的同步触发模块。

优选的，所述整车动力学模型、仿真器模块与自动驾驶软件系统通过LAN接口连接，通过Tcp协议进行数据的传输交互。

优选的，所述整车动力学模型采用工业仿真软件CARSIM搭建，整车动力学模型里的信息由实际的车辆决定，将调好信息的整车动力学模型导入Matlab里，生成Simulink模型，实现整车动力学模型在Matlab的Simulink环境里进行运算。