Vehicle Dynamics Blockset

 

Vehicle Dynamics Blockset

仮想 3D 環境での車両運動のモデル化とシミュレーション

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車両全体シミュレーション

Vehicle Dynamics Blockset™ には、一連のリファレンス アプリケーションが用意されています。これは、運転操作をシミュレーションするための組み立て済みの車両運動モデルです。推進、動力伝達装置、ステアリング、サスペンション、車体、ブレーキ、タイヤのサブシステムが含まれています。リファレンス アプリケーションの独自のバージョンを作成して、車両が通常および極端な運転条件下で設計要件を満たすことができるかどうかをテストできます。リファレンス アプリケーションを使用して、次のことを行います。

  • 走行およびハンドリングの解析
  • シャシー制御機能の開発
  • 先進運転支援システム (ADAS) および自動運転 (AD) 制御機能のテスト

これらのリファレンス アプリケーションは、独自の車両データでパラメーター化できるテストフレームワークとして機能します。Vehicle Dynamics Blockset ライブラリや Powertrain Blockset™ ライブラリのブロック、または独自の Simulink® ライブラリと Simscape™ ライブラリのブロックを使用して、サブシステムをさらにカスタマイズすることができます。リファレンス アプリケーションには、開発チームのベストプラクティスを促進するための Simulink プロジェクト構成が付属しています。Simulink プロジェクトにより、最上位モデルのファイル、コンポーネントモデルのファイル、およびスクリプトを管理し、バージョン制御することが可能になります。

ダブルレーンチェンジのリファレンス アプリケーション。

ダブルレーンチェンジのリファレンス アプリケーション。

3D 環境

3D 環境で車両運動をシミュレーションすると、車両の動的応答を可視化して理解するのに役立ちます。3D 環境を使用して、車両を運転するフォトリアリスティックな仮想世界を定義することもできます。Vehicle Dynamics Blockset には、Epic Games® によって開発されたゲームエンジンである Unreal Engine® で作成された、いくつかのあらかじめ用意されたシーンが付属しています。追加のシーンは、Unreal Engine 4 サポートパッケージの Vehicle Dynamics Blockset インターフェイスから利用できます。サポートパッケージには、Unreal Engine エディターで使用して、ユーザーのニーズに合わせてシーンをカスタマイズできるプロジェクトファイルも用意されています。

Vehicle Dynamics Blockset で利用可能な車両タイプの 1 つ。

Vehicle Dynamics Blockset で利用可能な車両タイプの 1 つ。

走行およびハンドリング

車両の走行とハンドリングの性能を特徴付けるために、Vehicle Dynamics Blockset のリファレンス アプリケーションを使用して、ダブルレーンチェンジ、スウェプトサイン、スローリー インクリーシング ステアなどの操作を含む、標準的な運転操作をシミュレーションできます。あらかじめ用意されているモデルをカスタマイズすることにより、独自の運転操作を作成することもできます。アンダーステアまたはオーバーステアの挙動、横加速度の制限、およびその他の多くの動的応答をシミュレーションすることにより、車両が設計要件をどのように満たしているかを評価します。MATLAB® と Simulink を使用して車両をさらに解析し、設計研究を実行してシステムを最適化できます。

ダブルレーンチェンジ操作のシミュレーション。

シャシー制御

シャシー制御システムの設計とテストでは、多くの場合、サスペンションの剛性、車体のピッチとロール、横方向および前後方向のタイヤのスリップなどの主要な効果を捉えた、詳細な車両運動モデルが必要になります。Vehicle Dynamics Blockset で利用可能なリファレンス アプリケーションには、これらの効果が含まれているため、解析に必要な複雑度に応じて、さまざまなモデルバリアントを選択できます。リファレンス アプリケーションには、独自の ABS コントローラー、ヨー安定性コントローラー、またはその他のシャシー制御機能を組み込むことができる閉ループ テスト フレームワークが用意されています。制御開発からソフトウェア統合テスト、ハードウェアインザループ (HIL) テストまで、開発プロセス全体で同じモデルを使用できます。

2 つのブレーキテストの停止距離の比較。

自動運転テスト

多くの場合、先進運転支援システム (ADAS) および自動運転 (AD) 制御機能のテストは、車両を説明するための単純な二輪モデルから始めます。ただし、自動緊急ブレーキや障害物回避などの機能をテストするには、タイヤのスリップなどの影響が重要になるため、二輪モデルでは不十分です。Vehicle Dynamics Blockset で利用可能な車両運動モデルは、このような自動運転機能のテストに必要な忠実度を高めます。

リファレンス アプリケーションで提供される 3D 環境を使用して、ADAS および自動運転機能の独自の仮想テストグラウンドを開発することもできます。たとえば、車両モデルには、シミュレーション中に Simulink に画像を送り返す仮想カメラが付属しています。このような方法で、車線検出アルゴリズムをテストするために、Simulink で信号を解析できます。Unreal Engine エディタでシーンをカスタマイズすると、柔軟性がさらに高まり、ADAS および自動運転の機能を十分に発揮するシナリオを作成して、シミュレーションすることができます。

Simulink に送り返された仮想カメラ画像。