Vehicle Dynamics Blockset

Modellieren und Simulation der Fahrzeugdynamik in einer virtuellen 3D-Umgebung

 

Das Vehicle Dynamics Blockset™ bietet vollständig zusammengesetzte Referenzanwendungsmodelle, die Fahrmanöver in einer 3D-Umgebung simulieren. Mithilfe der vordefinierten Szenen können Sie Straßen, Verkehrsschilder, Bäume, Gebäude und andere Objekte in der Fahrzeugumgebung visualisieren. Sie können die Referenzmodelle mit Ihren eigenen Daten anpassen oder ein Untersystem mit Ihrem eigenen Modell ersetzen. Das Blockset umfasst eine Bibliothek mit Komponenten zur Modellerstellung von Antrieb, Lenkung, Aufhängung, Karosserie, Bremsen und Reifen.

Das Vehicle Dynamics Blockset stellt eine Standardmodellarchitektur zur Verfügung, die durchgängig im gesamten Entwicklungsprozesses angewendet werden kann. Es unterstützt Fahr- und Handhabungsanalysen, Entwicklung von Karosserie-Steuerelementen, Softwareintegrationstests und Hardware-in-the-Loop-Tests. Durch die Integration von Fahrzeugdynamik-Modellen mit einer 3D-Umgebung können Sie FAS und Software für die Wahrnehmung beim automatisierten Fahren, für Planung und Steuerung testen. Mit diesen Modellen können Sie Ihr Fahrzeug mit Standardfahrmanövern wie zweifacher Spurwechsel oder anhand Ihrer eigenen Szenarien testen.

Erste Schritte:

Gesamtfahrzeugsimulation

Das Vehicle Dynamics Blockset bietet eine Reihe von Referenzanwendungen, bei denen es sich um vorgefertigte Fahrdynamikmodelle zur Simulation von Fahrmanövern handelt. Diese umfassen Subsysteme für den Antrieb, den Antrieb selbst, die Lenkung, die Aufhängung, den Fahrzeugaufbau, die Bremsen und die Reifen. Sie können Ihre eigenen Versionen der Referenzanwendungen erstellen, um zu testen, ob Ihr Fahrzeug die Designanforderungen unter normalen und extremen Fahrbedingungen erfüllt. Verwenden Sie die Referenzanwendungen für Folgendes:

  • Untersuchung des Fahr- und Lenkverhaltens
  • Konzeption der Merkmale der Karosserie-Steuerelemente
  • Erprobung von fortgeschrittenen Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und des automatisierten Fahrens (AD)

Diese Referenzanwendungen dienen als Testrahmen, den Sie mit Ihren eigenen Fahrzeugdaten parametrisieren können. Sie können die Subsysteme mit Blöcken aus den Vehicle Dynamics Blockset- oder Powertrain Blockset-Bibliotheken oder aus Ihren eigenen Simulink®- und Simscape-Bibliotheken weiter individuell anpassen. Die Referenzanwendungen werden mit einer Simulink Projects-Konfiguration geliefert, um Best Practices für Ihr Entwicklungsteam zu erstellen und zu unterstützen. Simulink Projects ermöglicht die Verwaltung und Versionskontrolle für Top-Level-Modelldateien, Komponenten-Modelldateien und Skripte.

Die Doppelspurwechsel-Referenzanwendung. 

3D-Umgebung

Die Simulation der Fahrzeugdynamik in einer 3D-Umgebung hilft Ihnen, das dynamische Verhalten des Fahrzeugs zu visualisieren und zu verstehen. Sie können die 3D-Umgebung auch verwenden, um eine fotorealistische virtuelle Welt zu definieren, in der das Fahrzeug gefahren werden soll. Das Vehicle Dynamics Blockset enthält mehrere vorgefertigte Szenen, die mit der Unreal Engine®, einer von Epic Games® entwickelten Spielengine, erstellt wurden. Zusätzliche Szenen sind über die Vehicle Dynamics Blockset-Schnittstelle für das Unreal Engine 4 Support Package verfügbar. Das Support Package enthält auch Projektdateien, die Sie in den Editoren von Unreal Engine verwenden können, um Szenen an Ihre eigenen Anforderungen anzupassen.

Einer der im Vehicle Dynamics Blockset verfügbaren Fahrzeugtypen.

Fahren und Lenken

Um die Fahr- und Lenkeigenschaften eines Fahrzeugs zu charakterisieren, können Sie Standard-Fahrmanöver mit den Referenzanwendungen im Vehicle Dynamics Blockset simulieren, einschließlich Manövern wie Doppelspurwechsel, umgekehrter Sinus oder langsam ansteigendes Lenken. Durch Anpassen der vorgefertigten Modelle können Sie auch Ihre eigenen Fahrmanöver erstellen. Bewerten Sie, wie Ihr Fahrzeug die Designanforderungen erfüllt, indem Sie Unter- oder Übersteuerverhalten, Querbeschleunigungsgrenzen und viele andere dynamische Reaktionen simulieren. Sie können das Fahrzeug mit MATLAB® und Simulink weiter analysieren, um Designstudien durchzuführen und das System zu optimieren.

Simulieren eines Manövers mit doppeltem Spurwechsel.

Karosserie-Steuerelemente

Das Entwerfen und Testen von Karosserie-Steuerelementen erfordert oft ein detailliertes Fahrdynamikmodell, das die wichtigsten Effekte wie Steifigkeit der Aufhängung, Nicken und Wanken der Karosserie sowie Quer- und Längsschlupf der Reifen erfasst. Die mit dem Vehicle Dynamics Blockset verfügbaren Referenzanwendungen beinhalten diese Effekte und ermöglichen Ihnen die Auswahl verschiedener Modellvarianten je nach der für Ihre Analyse erforderlichen Komplexität. Die Referenzanwendungen bieten einen geschlossenen Testkreislauf, in den Sie Ihren eigenen ABS-Regler, Gierstabilitätsregler oder andere Fahrwerkregelfunktionen integrieren können. Dieselben Modelle können während des gesamten Entwicklungsprozesses verwendet werden, von der Entwicklung von Steuerungen über Software-Integrationstests bis hin zu Hardware-in-the-Loop (HIL)-Tests.

Vergleich des Bremswegs von zwei Bremsversuchen.

Automatisierte-Fahrtests

Die Erprobung fortgeschrittener Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und Steuerungsfunktionen für das automatisierte Fahren (AD) beginnt oft mit einem einfachen Fahrradmodell zur Beschreibung des Fahrzeugs. Für das Testen von Merkmalen wie der automatisierten Notbremsung oder der Hindernisvermeidung ist ein Fahrradmodell jedoch unzureichend, da Reifenschlupf und andere Effekte entscheidend werden. Die im Vehicle Dynamics Blockset verfügbaren Fahrdynamikmodelle liefern Ihnen die höhere Genauigkeit, die Sie zum Testen solcher automatisierten Fahrfunktionen benötigen.

Sie können auch die mit den Referenzanwendungen bereitgestellte 3D-Umgebung nutzen, um Ihr eigenes virtuelles Testgelände für ADAS und automatisierte Fahrfunktionen zu entwickeln. Die Fahrzeugmodelle sind beispielsweise mit einer virtuellen Kamera versehen, die während der Simulation Bilder an Simulink zurücksendet. So können Sie die Signale in Simulink zum Testen von Fahrspurerkennungs-Algorithmen analysieren. Die Möglichkeit der Anpassung von Szenen in Unreal Engine gibt Ihnen zusätzliche Flexibilität zum Erstellen und Simulieren von Szenarien, die Ihre ADAS- und Fahrerassistenzfunktionen vollständig trainieren.

Virtuelle Kamerabilder, die zurück an Simulink gesendet werden.

Neueste Funktionen

Blöcke für Fahrzeuge und Anhänger

Implementierung von Anhängern mit drei Freiheitsgraden (3DOF) und Fahrzeugen mit drei Achsen

Headless Mode

Ausführung von 3D-Simulationen, ohne das 3D-Visualisierungsdisplay der Unreal Engine zu öffnen

Blöcke für inertiale Messeinheiten

Implementierung eines dreiachsigen Trägheitsblocks zur Messung von Beschleunigungen und Winkelraten

Versionsupgrade der 3D-Simulation

3D-Simulationen mit Unreal Engine, Version 4.23

Simulation von 3D-Szenen-Konfigurationsblöcken

Verbesserte Parameteroptionen zur Nutzung benutzerdefinierter Szenen

Neuer Fahrzeugtyp

Implementieren eines Lkw mit Kofferaufbau in 3D-Simulationen

Details zu diesen Features und den zugehörigen Funktionen finden Sie in den Release Notes.