自動駕駛聯(lián)合仿真——功能模型接口FMI（終）

在之前的文章中，我們介紹了如何構(gòu)建簡單的車輛模型，并基于FMI2.0構(gòu)建了其FMU，其最終結(jié)構(gòu)為：

今天將會和大家分享如何在aiSim中，通過UDP和aiSim車輛動力學(xué)API（Vehicle Dynamics Interface, VDI）來實(shí)現(xiàn)和外部的FMU車輛動力學(xué)模型的聯(lián)合仿真。

一、操作步驟

車輛動力學(xué)仿真是aiSim的核心組件，能夠根據(jù)駕駛指令來確定車輛的運(yùn)動變化。基于準(zhǔn)確可靠的車輛動力學(xué)模型，可以確保車輛模擬更加真實(shí)。在aiSim可以將FMU單獨(dú)視作動態(tài)庫來實(shí)現(xiàn)車輛動力學(xué)，也可以基于VDI和UDP來實(shí)現(xiàn)和FMU的聯(lián)合仿真。

1、實(shí)例化VDI

VDI中提供了5種不同的車輛動力學(xué)模型，包括：

（1）2d：橫向自行車模型
（2）23d：底盤俯仰和側(cè)傾分離的橫向自行車模型
（3）3d：具有3D剛性車身和獨(dú)立車輪懸掛的橫向輪胎模型（計(jì)算量很大）
（4）拖車模型：用于牽引車輛
（5）FMU：基于FMI對于車輛動力學(xué)的不同描述

整個(gè)聯(lián)合仿真的進(jìn)程可以分四個(gè)部分：

（1）根據(jù)車輛名稱匹配對應(yīng)的ego
（2）在VehicleDB.json或是ego自己的asset包中確認(rèn)所定義的車輛動力學(xué)模型
（3）實(shí)例化專屬的VDI來處理FMU，定義必須的輸入/輸出數(shù)據(jù)
（4）通過socket和pyfmi處理FMU
在實(shí)例化VDI時(shí)，我們將會遵循以下四個(gè)部分來獲取車輛動力學(xué)的相關(guān)數(shù)據(jù)

2、通過UDP實(shí)現(xiàn)FMU的讀取

在實(shí)例化VDI的同時(shí)，初始化一個(gè)UDP接口來處理收到的數(shù)據(jù)。

如果我們通過UDP來實(shí)現(xiàn)FMU的讀?。榱朔植际较到y(tǒng)），那么我們還需要pyfmi和socket來協(xié)助我們讀取和寫入FMU的數(shù)據(jù)，整個(gè)腳本主要實(shí)現(xiàn)功能為：

（1）創(chuàng)建UDP的socket，用于監(jiān)聽和讀取來自VDI的數(shù)據(jù)

（2）解析來自VDI的數(shù)據(jù)，獲取動力學(xué)數(shù)據(jù)和標(biāo)志信號，后者主要用于步進(jìn)操作

（3）基于標(biāo)志信號步進(jìn)式執(zhí)行仿真

（4）基于fmipy讀取FMU中定義的各種動力學(xué)數(shù)據(jù)，并將其打包成UDP，在讀取時(shí)，同樣遵循modelDescription.xml中的定義

3、效果展示

在完成以上工作后，可以啟動整個(gè)進(jìn)程，看一下分布式聯(lián)合仿真的效果。FMU和對應(yīng)的腳本運(yùn)行在PC1上，aiSim運(yùn)行在PC2上。

以上就是關(guān)于功能模型接口FMI的聯(lián)合仿真的全部內(nèi)容，通過FMU我們可以快速的在不同工具之間進(jìn)行集成，而不需要進(jìn)行大規(guī)模的模型移植或是繁瑣的聯(lián)調(diào)。

如果涉及到聯(lián)合仿真，每個(gè)子系統(tǒng)都需要對應(yīng)的仿真器進(jìn)行求解，在通信時(shí)數(shù)據(jù)的交換頻率和吞吐量都會對延時(shí)造成影響，從而造成仿真的偏差，可以優(yōu)化不同的通信機(jī)制或是采用案例中主動觸發(fā)的方式來減少負(fù)面影響。