Simulation 3D Motorcycle

3D 環境でのオートバイの実装

R2021b 以降

• 

ライブラリ:
Vehicle Dynamics Blockset / Vehicle Scenarios / Sim3D / Sim3D Vehicle / Components

説明

メモ

Simulation 3D Motorcycle ブロックを含むモデルのシミュレーションには、Simulink^® 3D Animation™ が必要です。

Simulation 3D Motorcycle ブロックは、3D シミュレーション環境に二輪のオートバイを実装します。

このブロックを使用するには、必ず Simulation 3D Scene Configuration ブロックをモデルに含めます。このブロックの [サンプル時間] パラメーターを -1 に設定すると、ブロックは Simulation 3D Scene Configuration ブロックに指定されているサンプル時間を使用します。

ブロックの入力には、SAE J670¹ で定義されている、Z が下向きとなる "右手" (RH) "直交" の車両座標系を使用します。この座標系は慣性系であり、初期状態で車両の幾何学的中心に一致します。

• "X" 軸 — 車両の縦軸に沿い、前方向を指します。

• "Y" 軸 — 車両の横軸に沿い、右を指します。

• "Z" 軸 — 下を指します。

ヒント

Simulation 3D Motorcycle ブロックが Simulation 3D Scene Configuration ブロックの前に実行されることを確認します。これにより、Simulation 3D Motorcycle で準備された信号データが Unreal Engine^® 3D 可視化環境で受信されます。ブロックの実行順序を確認するには、ブロックを右クリックして [プロパティ] ボタン をクリックします。[一般] タブで、[優先順位] の設定が次のようになっていることを確認します。

• Simulation 3D Scene Configuration — 0

• Simulation 3D Motorcycle — -1

実行順序の詳細については、実行順序の制御と表示を参照してください。

例

オートバイ縦断面ブレーキ テスト リファレンス アプリケーション

ブレーキ テストにおけるオートバイ断面モデルをシミュレート。オートバイ運動の走行およびハンドリング解析やシャシー制御開発に使用。

• スクリプトを開く

端子

入力

Translation — オートバイの並進

4 行 3 列の配列

オートバイおよびコンポーネントの並進 (m 単位)。配列の次元は 4 行 3 列です。

• Translation(1,1)、Translation(1,2)、Translation(1,3) — Z が下向きの慣性車両座標系における "X"、"Y"、"Z" の各軸に沿ったオートバイの並進。

• Translation(...,1)、Translation(...,2)、Translation(...,3) — Z が下向きの車両座標系における "X"、"Y"、"Z" の各軸に沿った、車両を基準とするオートバイのコンポーネントの並進。

信号は、位置に応じた並進情報を含みます。

$$Translation=\left[\begin{array}{ccc}{X}_v& Y_v& Z_v\\ X_H& Y_H& Z_H\\ X_F& Y_F& Z_F\\ X_R& Y_R& Z_R\end{array}\right]$$

並進	配列の要素	並進の軸
オートバイ、Xv	Translation(1,1)	Z が下向きの慣性車両座標系の "X" 軸
オートバイ、Yv	Translation(1,2)	Z が下向きの慣性車両座標系の "Y" 軸
オートバイ、Zv	Translation(1,3)	Z が下向きの慣性車両座標系の "Z" 軸
ハンドルバー、XH	Translation(2,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
ハンドルバー、YH	Translation(2,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
ハンドルバー、ZH	Translation(2,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸
前輪、XF	Translation(3,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
前輪、YF	Translation(3,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
前輪、ZF	Translation(3,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸
後輪、XR	Translation(4,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
後輪、YR	Translation(4,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
後輪、ZR	Translation(4,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸

Rotation — オートバイの回転

4 行 3 列の配列

オートバイおよびコンポーネントの回転 (rad 単位)。配列の次元は 4 行 3 列です。

• Rotation(1,1)、Rotation(1,2)、Rotation(1,3) — Z が下向きの慣性車両座標系における "X"、"Y"、"Z" の各軸を中心としたオートバイの回転。

• Rotation(...,1)、Rotation(...,2)、Rotation(...,3) — Z が下向きの車両座標系における "X"、"Y"、"Z" の各軸を中心とした、車両を基準とするオートバイのコンポーネントの回転。

信号は、位置に応じた回転情報を含みます。

$$Rotation=\left[\begin{array}{ccc}Rol{l}_v& Pitc{h}_v& Ya{w}_v\\ Rol{l}_H& Pitc{h}_H& Ya{w}_H\\ Rol{l}_F& Pitc{h}_F& Ya{w}_F\\ Rol{l}_R& Pitc{h}_R& Ya{w}_R\end{array}\right]$$

回転	配列の要素	回転軸
車両、Rollv	Rotation(1,1)	Z が下向きの慣性車両座標系の "X" 軸
車両、Pitchv	Rotation(1,2)	Z が下向きの慣性車両座標系の "Y" 軸
車両、Yawv	Rotation(1,3)	Z が下向きの慣性車両座標系の "Z" 軸
ハンドルバー、RollH	Rotation(2,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
ハンドルバー、PitchH	Rotation(2,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
ハンドルバー、YawH	Rotation(2,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸
前輪、RollF	Rotation(3,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
前輪、PitchF	Rotation(3,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
前輪、YawF	Rotation(3,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸
後輪、RollR	Rotation(4,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
後輪、PitchR	Rotation(4,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
後輪、YawR	Rotation(4,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸

Light controls — 車両ライトのオンとオフ

1 行 5 列のベクトル

ライト コントロールの入力信号。1 行 5 列の boolean ベクトルとして指定します。次の表に示すように、ベクトルの各要素は車両の特定のライトをオンまたはオフにします。値 1 はライトをオンにし、値 0 はライトをオフにします。

ベクトルの要素	車両ライト
(1,1)	ヘッドライトのハイビーム
(1,2)	ヘッドライトのロービーム
(1,3)	ブレーキ
(1,4)	左折指示
(1,5)	右折指示

依存関係

この端子を作成するには、[ライト コントロール] タブで [ライト コントロールを有効にする] を選択します。

データ型: Boolean

パラメーター

車両パラメーター

タイプ — タイプ

スポーツ バイク (既定値) | モーター バイク | スクーター

[タイプ] パラメーターは、オートバイのタイプを指定するために使用します。次の表は、オートバイの寸法へのリンクを示しています。

設定	車両の寸法
スポーツ バイク	スポーツ バイク
モーター バイク	モーター バイク
スクーター	スクーター

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	Mesh
値:	Sports bike (既定値) | Motor bike | Scooter
データ型:	character vector

色 — 車両の色

赤 (既定値) | オレンジ | 黄 | 緑 | 青 | 黒 | 白 | シルバー | ダズル迷彩

車両の色を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	MotorcycleColor
値:	Red (既定値) | Orange | Yellow | Green | Blue | Black | White | Silver | Dazzle Camouflage
データ型:	character vector

名前 — オートバイの名前

SimulinkVehicle1 (既定値) | 文字ベクトル

オートバイの名前。既定では、モデルでこのブロックを使用した場合、ブロックは [名前] パラメーターを SimulinkVehicleX に設定します。X の値は、モデル内にある 3D シミュレーション ブロックの数によって決まります。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	ActorName
値:	SimulinkVehicle1 (既定値) | character vector
データ型:	character vector

サンプル時間 — サンプル時間

-1 (既定値) | scalar

サンプル時間、T_s。グラフィックスのフレーム レートはサンプル時間の逆数です。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	SampleTime
値:	-1 (既定値) | scalar
データ型:	double

ライト コントロール

ライト コントロールを有効にする、MotorcycleLightsControl — 車両ライトのコントロール

off (既定値) | on

車両のヘッドライトをコントロールするかどうかを選択します。有効になったパラメーターを使用して、ライトのパラメーター (ヘッドライトの強度など) を設定します。

依存関係

このパラメーターを選択すると、次が行われます。

• 入力端子 Light controls の作成

• 次のライトのパラメーターの有効化

  ライト	ライトのパラメーター
  ヘッドライト	ヘッドライト カラー ハイビーム強度 ロービーム強度 ハイビーム円錐の半角 ロービーム円錐の半角 左ヘッドライト ビーム方向 右ヘッドライト ビーム方向
  ブレーキ ライト	ブレーキ ライト強度
  方向指示灯	方向指示灯強度 周期 パルス幅

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	MotorcycleLightsControl
値:	Off (既定値) | On
データ型:	character vector

ヘッドライト

ヘッドライト カラー [R,G,B]、HeadlightColor — ヘッドライト カラー

[1,1,1] (既定値) | RGB 3 成分値からなる 1 行 3 列のベクトル

ヘッドライト カラー。正規化された RGB 3 成分値からなる 1 行 3 列のベクトルとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ライト コントロールを有効にする] を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	HeadlightColor
値:	[1,1,1] (既定値) | vector
データ型:	double

ハイ ビーム強度、HighBeamIntensity — ハイビーム強度

100000 (既定値) | 正のスカラー

ハイビーム強度 (cd 単位)。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ライト コントロールを有効にする] を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	HighBeamIntensity
値:	100000 (既定値) | scalar
データ型:	double

ロー ビーム強度、LowBeamIntensity — ロービーム強度

60000 (既定値) | 正のスカラー

ロービーム強度 (cd 単位)。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ライト コントロールを有効にする] を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	LowBeamIntensity
値:	60000 (既定値) | scalar
データ型:	double

ハイ ビーム円錐の半角、HighBeamConeAngle — ハイビーム円錐の半角

1.22 (既定値) | pi/2 未満の正のスカラー

ハイビーム円錐の半角 (rad 単位)。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ライト コントロールを有効にする] を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	HighBeamConeAngle
値:	1.22 (既定値) | scalar
データ型:	double

ロー ビーム円錐の半角、LowBeamConeAngle — ロービーム円錐の半角

1.22 (既定値) | pi/2 未満の正のスカラー

ロービーム円錐の半角 (rad 単位)。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ライト コントロールを有効にする] を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	LowBeamConeAngle
値:	1.22 (既定値) | scalar
データ型:	double

ヘッドライト ビーム方向 [Pitch, Yaw], HeadlightOrientation — ヘッドライト ビーム方向

[0,0] (既定値) | -pi から pi までの値より大きい 1 行 2 列のベクトル

"Z" が下向きの座標系におけるヘッドライト ビーム方向のピッチとヨーの向き。1 行 2 列のベクトル (rad 単位) として指定します。ベクトルの 1 番目の要素 [1,1] はピッチ角です。ベクトルの 2 番目の要素 [1,2] はヨー角です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ライト コントロールを有効にする] を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	HeadlightOrientation
値:	[0,0] (既定値) | vector
データ型:	double

ブレーキ ライト

ブレーキ ライト強度、BrakelightIntensity — 強度

500 (既定値) | 正のスカラー

ブレーキ ライト強度 (cd/m^2 単位)。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ライト コントロールを有効にする] を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	BrakelightIntensity
値:	500 (既定値) | scalar
データ型:	double

方向指示灯

方向指示灯強度、SignallightIntensity — 強度

500 (既定値) | 正のスカラー

方向指示灯強度 (cd/m^2 単位)。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ライト コントロールを有効にする] を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	SignallightIntensity
値:	500 (既定値) | scalar
データ型:	double

周期、SignallightPeriod — 方向指示灯の周期

1 (既定値) | 正のスカラー

方向指示灯の周期 (秒単位)。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ライト コントロールを有効にする] を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	SignallightPeriod
値:	1 (既定値) | scalar
データ型:	double

パルス幅、SignalPulseWidth — パルス幅

50 (既定値) | 100 未満の正のスカラー

方向指示灯のパルス幅 (周期のパーセント)。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[ライト コントロールを有効にする] を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	SignalPulseWidth
値:	50 (既定値) | scalar
データ型:	double

初期値

パーツごとに車両を並進させる初期配列値、Translation — オートバイの初期並進

zeros( 4, 3 ) (既定値) | 4 行 3 列の配列

オートバイおよびコンポーネントの初期並進 (m 単位)。配列の次元は 5 行 3 列です。

• Translation(1,1)、Translation(1,2)、Translation(1,3) — Z が下向きの慣性車両座標系における "X"、"Y"、"Z" の各軸に沿った車両の初期並進。

• Translation(...,1)、Translation(...,2)、Translation(...,3) — Z が下向きの車両座標系における "X"、"Y"、"Z" の各軸に沿った、車両を基準とするオートバイのコンポーネントの初期並進。

パラメーターは、位置に応じた並進情報を含みます。

$$Translation=\left[\begin{array}{ccc}{X}_v& Y_v& Z_v\\ X_H& Y_H& Z_H\\ X_F& Y_F& Z_F\\ X_R& Y_R& Z_R\end{array}\right]$$

並進	配列の要素	並進の軸
オートバイ、Xv	Translation(1,1)	Z が下向きの慣性車両座標系の "X" 軸
オートバイ、Yv	Translation(1,2)	Z が下向きの慣性車両座標系の "Y" 軸
オートバイ、Zv	Translation(1,3)	Z が下向きの慣性車両座標系の "Z" 軸
ハンドルバー、XH	Translation(2,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
ハンドルバー、YH	Translation(2,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
ハンドルバー、ZH	Translation(2,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸
前輪、XF	Translation(3,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
前輪、YF	Translation(3,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
前輪、ZF	Translation(3,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸
後輪、XR	Translation(4,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
後輪、YR	Translation(4,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
後輪、ZR	Translation(4,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	Translation
値:	zeros(4,3) (既定値) | 4-by-3 array
データ型:	double

パーツごとに車両を回転させる初期配列値、Rotation — オートバイの初期回転

zeros( 4, 3 ) (既定値) | 4 行 3 列の配列

Z が下向きの車両座標系における "X"、"Y"、"Z" の各軸を中心としたオートバイおよびコンポーネントの初期回転。

配列の次元は 5 行 3 列です。

• Rotation(1,1)、Rotation(1,2)、Rotation(1,3) — Z が下向きの慣性車両座標系における "X"、"Y"、"Z" の各軸を中心としたオートバイの初期回転。

• Rotation(...,1)、Rotation(...,2)、Rotation(...,3) — Z が下向きの車両座標系における "X"、"Y"、"Z" の各軸を中心とした、車両を基準とするオートバイのコンポーネントの初期回転。

パラメーターは、位置に応じた回転情報を含みます。

$$Rotation=\left[\begin{array}{ccc}Rol{l}_v& Pitc{h}_v& Ya{w}_v\\ Rol{l}_H& Pitc{h}_H& Ya{w}_H\\ Rol{l}_F& Pitc{h}_F& Ya{w}_F\\ Rol{l}_R& Pitc{h}_R& Ya{w}_R\end{array}\right]$$

回転	配列の要素	回転軸
車両、Rollv	Rotation(1,1)	Z が下向きの慣性車両座標系の "X" 軸
車両、Pitchv	Rotation(1,2)	Z が下向きの慣性車両座標系の "Y" 軸
車両、Yawv	Rotation(1,3)	Z が下向きの慣性車両座標系の "Z" 軸
ハンドルバー、RollH	Rotation(2,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
ハンドルバー、PitchH	Rotation(2,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
ハンドルバー、YawH	Rotation(2,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸
前輪、RollF	Rotation(3,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
前輪、PitchF	Rotation(3,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
前輪、YawF	Rotation(3,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸
後輪、RollR	Rotation(4,1)	Z が下向きの車両座標系の "X" 軸
後輪、PitchR	Rotation(4,2)	Z が下向きの車両座標系の "Y" 軸
後輪、YawR	Rotation(4,3)	Z が下向きの車両座標系の "Z" 軸

プログラムでの使用

ブロック パラメーターの値をプログラムによって設定するには、set_param 関数を使用します。

ブロック パラメーターの値をプログラムによって取得するには、get_param 関数を使用します。

パラメーター:	Rotation
値:	zeros(4,3) (既定値) | 4-by-3 array
データ型:	double

参照

[1] Vehicle Dynamics Standards Committee. Vehicle Dynamics Terminology J670. Warrendale, PA: SAE International, 2008.

バージョン履歴

R2021b で導入

R2024b: Simulation 3D Motorcycle ブロックの新しい色のオプション

R2024b 以降、Simulation 3D Motorcycle ブロックの [色、VehColor] で [ダズル迷彩] を指定できます。

R2024a: Simulink 3D Animation が必要

Simulation 3D Motorcycle ブロックを含むモデルのシミュレーションには、Simulink 3D Animation が必要です。

参考

Motorcycle Body Longitudinal In-Plane | Motorcycle Chain | Simulation 3D Scene Configuration

トピック

• Vehicle Dynamics Blockset の座標系
• How Unreal Engine Simulation for Vehicle Dynamics Blockset Works
• Unreal Editor 用のカスタム車両メッシュの準備
• Unreal Engine シミュレーション環境の要件と制限