輕松上手CANoe Scenario Editor—智能網(wǎng)聯(lián)工程師入門篇

作者 |小薛從不吃魚

小編 | 不吃豬頭肉

V2X（Vehicle-to-Everything，車與萬物通信）是一種先進(jìn)的通信技術(shù)，使車輛能夠與周圍環(huán)境進(jìn)行信息交換。這不僅包括與其他車輛（V2V）的互動(dòng)，還涵蓋與基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）和行人（V2P）的通信。通過V2X，車輛能夠?qū)崟r(shí)獲取周圍信息，從而提升行駛安全性和交通效率，真正實(shí)現(xiàn)智能交通的愿景。
而智能汽車的世界中，CANoe的Car2X功能就像是一位靈動(dòng)的翻譯官，輕松打破了車與車之間的“語言障礙”。通過無線信號(hào)交換著密切的消息。這不是偶像劇，而是CANoe的舞臺(tái)演出！它幫助汽車在復(fù)雜的交通環(huán)境中交流得如魚得水，無論是彼此提醒即將到來的交通信號(hào)，還是共享行駛速度的“小道消息”，都能輕松搞定。在這個(gè)充滿活力的舞場(chǎng)上，CANoe的Car2X功能不僅僅是調(diào)試工具，它更是一個(gè)搭建虛擬交通世界的樂高平臺(tái)，讓開發(fā)者在各種場(chǎng)景中盡情暢玩：模擬繁忙的都市交叉口、測(cè)試緊急剎車時(shí)的通信等，讀者可以使用CANoe測(cè)試DUT的V2X功能。
在進(jìn)行V2X的仿真測(cè)試過程中，仿真場(chǎng)景的搭建是極為重要的，需要確認(rèn)仿真場(chǎng)景下的Route和仿真使用的Station以及仿真過程中涉及到的事件屬性，請(qǐng)跟隨本文，深入學(xué)習(xí)了解場(chǎng)景搭建的方法。
軟件工具上選擇使用CANoe DE 18 SP2（截至目前最新的版本呦~）進(jìn)行場(chǎng)景搭建，需要準(zhǔn)備好CANoe、Option.Car2X的License。（沒有的小伙伴可以使用Demo版本的License進(jìn)行學(xué)習(xí)哦！）

打開Scenario Editor
CANoe提供多個(gè)實(shí)用的工具，在Tools頁簽下打開本文的主角“Scenario Editor”。

認(rèn)識(shí)Scenario Editor
Scenario Editor 窗口可通過圖形界面創(chuàng)建交通場(chǎng)景，在進(jìn)入到編輯界面后，可以先確認(rèn)地圖參數(shù)配置，該窗口使用與 Map 窗口（想了解Map 窗口的使用，請(qǐng)后臺(tái)私信哦~）相同的地圖組件，也允許進(jìn)行類似 Map 窗口的瓦片服務(wù)器（Tile Server）配置以及離線地圖配置。Scenario Editor 中的地圖配置獨(dú)立于Map 窗口，可通過點(diǎn)擊窗口中“Settings”功能按鈕打開地圖配置頁面配置地圖供應(yīng)商等選項(xiàng)。Vector (OSM)是 Map 窗口默認(rèn)使用的地圖供應(yīng)商。為了避免在使用 CANoe 時(shí)受到第三方供應(yīng)商的限制，自CANoe 14.0版本開始，Vector引入了自己的瓦片服務(wù)器，地圖數(shù)據(jù)可以直接從Vector(OSM)獲取。該服務(wù)器提供的地圖數(shù)據(jù)都基于開源地圖項(xiàng)目OpenStreetMap。
在 Scenario Editor 中可以獨(dú)立設(shè)置地圖中心點(diǎn)的地理坐標(biāo)和地圖的縮放等級(jí)，點(diǎn)擊窗口中的“Zoom to Filt”按鈕，地圖會(huì)自動(dòng)進(jìn)行定位和縮放。

Scenario的編輯
選擇使用“Open”按鈕選擇打開未編輯完畢的場(chǎng)景，或者選擇“New Scenario”重新搭建新的場(chǎng)景，當(dāng)出現(xiàn)誤刪除編輯界面的時(shí)候，可以使用“View”頁簽下的“Reset Layout”按鈕快速恢復(fù)到原始的圖形操作界面。

編輯Route

讀者可以選擇新建一個(gè)場(chǎng)景，導(dǎo)入預(yù)先編輯的kml文件或者第一次使用選擇新建Route。

在編輯Route時(shí)，需要激活上圖的“Edit”選項(xiàng)，使用鼠標(biāo)拖動(dòng)即可編輯“waypoint”，或者找到想要更改的點(diǎn)，直接賦值已知經(jīng)緯度。這樣的優(yōu)點(diǎn)是Route更為精確。Route也可以使用上圖的“Export”選項(xiàng)導(dǎo)出復(fù)用。運(yùn)動(dòng)方向從Route1到Finish，在“waypoint”的前后可以鼠標(biāo)右鍵添加新的“waypoint”（當(dāng)有轉(zhuǎn)彎等弧形場(chǎng)景時(shí)，足夠多的“waypoint”一定會(huì)用到哦！）在編輯Route時(shí)，根據(jù)實(shí)際的場(chǎng)景可能需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)Route，可以在原Route的基礎(chǔ)上進(jìn)行位置偏移：

編輯Station
在創(chuàng)建完畢完整的Routes后，就可以創(chuàng)建仿真過程中的Station：

一般的，Station命名規(guī)則為：主車命名為Hv，遠(yuǎn)車命名為Rv1、Rv2等，按照數(shù)量依次類推，路側(cè)單元命名為RSU，如果需要點(diǎn)位則命名為Point1、Point2等。每個(gè)Station都會(huì)在右下角生成一條時(shí)間軸，在時(shí)間軸上添加速度節(jié)點(diǎn)來規(guī)劃運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；航向角隨著路徑自動(dòng)計(jì)算。下圖表示Hv速度在第0秒從0km/h開始，在5秒的時(shí)候達(dá)到30km/h，然后以30km/h運(yùn)動(dòng)到場(chǎng)景開始后第13秒，然后加速到第17秒的45km/h，選中點(diǎn)位之后可以手動(dòng)輸入其在時(shí)間軸的位置，輸入速度參數(shù)，也可以直接在時(shí)間軸上拖動(dòng)點(diǎn)位。

車輛加速度是根據(jù)兩個(gè)點(diǎn)位的時(shí)間差和速度差自動(dòng)計(jì)算的，設(shè)置固定加速度需要手動(dòng)計(jì)算后調(diào)整節(jié)點(diǎn)在時(shí)間軸上的位置，對(duì)于Station還可以鼠標(biāo)右鍵添加賦予其特殊的屬性：

最后，保存編輯后的Scenario文件，文件后綴為.scn。

使用Scenario文件
對(duì)于Scenario文件的使用，方法較多，可以使用CANoe提供的“Scenario Manager”窗口，在此窗口下可以直接打開對(duì)應(yīng)的.scn文件進(jìn)行加載使用。
或使用CAPL的方式進(jìn)行加載文件，對(duì)應(yīng)CAPL函數(shù)：long C2xLoadScenario(char* scenarioFilePath)，通過腳本的方式，可以配置其給到自定義系統(tǒng)變量從而使用Panel進(jìn)行加載場(chǎng)景使用。

管理Station
為了在需要測(cè)量的窗口中顯示應(yīng)用消息的數(shù)據(jù)內(nèi)容（信號(hào)），必須始終保證接收到的包與數(shù)據(jù)庫(kù)（ITS （Intelligent Transportation System）站點(diǎn)）中創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)。Station Manger窗口提供相應(yīng)的映射關(guān)系編輯，以確保觀察到的信號(hào)（例如在Data窗口中顯示的信號(hào)）確實(shí)來自要進(jìn)行測(cè)量的 ITS 站點(diǎn)。

至此，你已經(jīng)學(xué)會(huì)了仿真場(chǎng)景的搭建和使用啦~完結(jié)撒花*★,°*:.☆(￣▽￣)/$:*.°★*

再來談?wù)劮抡婵梢暬?，CANoe的場(chǎng)景仿真可視化功能非常強(qiáng)大，除了大家所熟知的Panel可視化，一般可以使用包括 Map 窗口的二維仿真顯示和 Scene 窗口的三維仿真顯示。二維仿真?zhèn)戎赜诳焖僬故就負(fù)浜徒M件之間的關(guān)系。通過直觀的二維圖形界面，用戶可以輕松理解仿真組件的連接和通信，便于進(jìn)行初步設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。相比之下，三維仿真則提供了更為復(fù)雜和真實(shí)的環(huán)境，能夠模擬實(shí)際的物理空間和動(dòng)態(tài)交互，適合于深入分析和測(cè)試復(fù)雜系統(tǒng)。三維窗口允許用戶觀察組件在三維空間中的運(yùn)動(dòng)，適用于需要考慮真實(shí)道路環(huán)境的應(yīng)用場(chǎng)景，如ADAS仿真方面的毫米波雷達(dá)測(cè)試。當(dāng)使用Scenario Editor工具編輯場(chǎng)景后也可適用于Scene窗口（關(guān)于此窗口的使用也可以后臺(tái)私信哦），編輯的場(chǎng)景以及Scene窗口和Map窗口對(duì)比如下：

總結(jié)

總的來說，二維仿真在于簡(jiǎn)化和快速驗(yàn)證，而三維仿真則強(qiáng)調(diào)真實(shí)感和復(fù)雜性。選擇合適的仿真方式可以幫助工程師更有效地進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和測(cè)試。一般的，考慮到V2X方面的仿真和地圖的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，推薦使用Map窗口進(jìn)行二維可視化。
場(chǎng)景搭建是V2X仿真過程中重要的一環(huán)，熟練使用其應(yīng)用到V2X仿真工程是一個(gè)智能網(wǎng)聯(lián)工程師必備的技能。