智能網(wǎng)聯(lián)汽車計(jì)算平臺部署與測試 課件 第5章 無人駕駛汽車的架構(gòu)建模與代碼生成

智能網(wǎng)聯(lián)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室無人駕駛汽車的架構(gòu)建模與代碼生成第一部分原型建模方法概述第二部分原型建模方法優(yōu)勢第三部分原型建模開發(fā)過程第四部分原型建模開發(fā)案例第五部分原型建模開發(fā)實(shí)踐

目錄

CONTENTS第三章智能網(wǎng)聯(lián)汽車建模15.1原型建模方法概述5.1原型建模方法概述5.1原型建模方法概述基于模型設(shè)計(jì)5.1原型建模方法概述5.1原型建模方法概述5.2原型建模方法優(yōu)勢車載控制器軟件開發(fā)趨勢5.2原型建模方法優(yōu)勢軟件失效導(dǎo)致的車輛召回統(tǒng)計(jì)5.2原型建模方法優(yōu)勢實(shí)施ISO26262的目的5.2原型建模方法優(yōu)勢ISO26262對軟件開發(fā)的需求5.2原型建模方法優(yōu)勢ISO26262定義的軟件開發(fā)過程5.2原型建模方法優(yōu)勢ISO26262建模/編程語言的選擇和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)5.2原型建模方法優(yōu)勢傳統(tǒng)開發(fā)方式和MBD開發(fā)對比5.2原型建模方法優(yōu)勢傳統(tǒng)開發(fā)方式和MBD開發(fā)對比5.3原型建模開發(fā)過程ISO26262設(shè)計(jì)工具/驗(yàn)證工具的選擇5.3原型建模開發(fā)過程ISO26262等效性測試過程5.3原型建模開發(fā)過程ISO26262定義的軟件開發(fā)過程5.3原型建模開發(fā)過程ISO26262對軟件開發(fā)的過程5.3原型建模開發(fā)過程ISO26262對軟件開發(fā)的過程5.3原型建模開發(fā)過程ISO26262對軟件開發(fā)的過程5.4原型建模開發(fā)案例ISO26262對軟件開發(fā)的案例5.4原型建模開發(fā)案例ISO26262對軟件開發(fā)的案例5.4原型建模開發(fā)案例ISO26262對軟件開發(fā)的案例5.4原型建模開發(fā)案例ISO26262對軟件開發(fā)的案例5.4原型建模開發(fā)案例ISO26262對軟件開發(fā)的案例5.4原型建模開發(fā)案例概念及架構(gòu)階段仿真5.4原型建模開發(fā)案例輔助架構(gòu)設(shè)計(jì)5.4原型建模開發(fā)案例代碼生成后的等效測試5.4原型建模開發(fā)案例代碼生成后單體驗(yàn)證5.4原型建模開發(fā)案例ISO26262對軟件開發(fā)的案例5.4原型建模開發(fā)案例ISO26262對軟件開發(fā)的案例5.4原型建模開發(fā)案例ISO26262對軟件開發(fā)的案例5.4原型建模開發(fā)案例ISO26262對軟件開發(fā)的案例5.4原型建模開發(fā)案例MBD開發(fā)流程5.4原型建模開發(fā)案例ISO26262對開發(fā)回顧5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊輸入和輸出5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊輸入和輸出5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊輸入和輸出Simulink處理三類數(shù)據(jù)：信號-在仿真期間計(jì)算的模塊輸入和輸出狀態(tài)-在仿真期間中計(jì)算的代表模塊動態(tài)的內(nèi)部值參數(shù)-影響模塊行為的值，由用戶控制5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Car系統(tǒng)5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Car系統(tǒng)啟動MATLAB?。在MATLAB工具條上，點(diǎn)擊Simulink按鈕。5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Car系統(tǒng)點(diǎn)擊BlankModel模板。SimulinkEditor打開。從File菜單中，選擇Saveas。在Filename文本框中，輸入您的模型的名稱，例如simple_model。點(diǎn)擊Save。模型使用文件擴(kuò)展名.slx進(jìn)行保存。5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Car系統(tǒng)下面是大多數(shù)工作流常用的一些模塊庫：Continuous-

連續(xù)狀態(tài)的系統(tǒng)的模塊Discrete-

離散狀態(tài)的系統(tǒng)的模塊MathOperations-實(shí)現(xiàn)代數(shù)和邏輯方程的模塊Sinks-

存儲并顯示所連接信號的模塊Sources-

生成模型的驅(qū)動信號值的模塊5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Car系統(tǒng)點(diǎn)擊并拖動每個(gè)模塊。要調(diào)整模塊大小，請點(diǎn)擊并拖動一個(gè)角。5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Car系統(tǒng)在輸出端口和輸入端口之間創(chuàng)建線條來連接模塊。5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Car系統(tǒng)在模型窗口上，通過更改工具欄上的值來設(shè)置仿真停止時(shí)間。運(yùn)動模型對接近傳感器建模。在這種情況下，數(shù)字傳感器用于測量汽車與10米（30英尺）外的障礙物之間的距離。模型基于下列條件來輸出傳感器的測量值和汽車的位置值：汽車在到達(dá)障礙物時(shí)會緊急剎車。在現(xiàn)實(shí)世界中，傳感器對距離的測量不夠精確，從而導(dǎo)致隨機(jī)數(shù)值誤差。數(shù)字傳感器以固定時(shí)間間隔運(yùn)行。5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Car系統(tǒng)添加新模塊和連接：添加一個(gè)用來測量與障礙物之間距離的傳感器。修改模型。根據(jù)需要擴(kuò)展模型窗口，以容納新模塊。求實(shí)際距離。要想求出障礙物位置和車輛位置之間的距離，需要添加Subtract模塊。還要添加Constant模塊來為障礙物的位置設(shè)置常量值10。建模真實(shí)傳感器常見的不完美測量。使用Sourceslibrary中的Band-LimitedWhiteNoise模塊產(chǎn)生噪聲。將Noisepower參數(shù)設(shè)置為0.001。通過使用MathOperations庫中的Add模塊將噪聲添加到測量中。對每0.1秒觸發(fā)一次的數(shù)字傳感器進(jìn)行建模。在Simulink中，以給定時(shí)間間隔對信號進(jìn)行采樣需要一個(gè)樣本和保持器，由零階保持器實(shí)現(xiàn)。從Discrete庫中添加Zero-OrderHold模塊。將該模塊添加到模型后，將SampleTime參數(shù)更改為0.1。添加另一個(gè)Outport，用來連接傳感器輸出。保留Portnumber參數(shù)的默認(rèn)值。5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Car系統(tǒng)連接新模塊。Integrator,Second-Order模塊的輸出已連接到另一個(gè)端口。要在該信號中創(chuàng)建分支，請左鍵點(diǎn)擊該信號以突出顯示可供連接的端口，然后點(diǎn)擊適當(dāng)?shù)亩丝凇?.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Car系統(tǒng)在模型窗口上，通過更改工具欄上的值來設(shè)置仿真停止時(shí)間。運(yùn)行模型。查看器顯示兩個(gè)信號：actualdistance（黃色）和measureddistance（藍(lán)色）5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Smart_braking系統(tǒng)此模型包含以下組件和數(shù)據(jù)流：當(dāng)踩下油門踏板時(shí)，汽車移動。接近傳感器測量它與障礙物之間的距離。警報(bào)系統(tǒng)基于該接近度生成警報(bào)。警報(bào)系統(tǒng)自動控制剎車以免撞到障礙物。5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊搭建一個(gè)簡單的Smart_braking系統(tǒng)要查看完整的樹，請點(diǎn)擊模型窗口左下角的Hide/ShowModelBrowser按鈕5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊基于模型的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：讓各個(gè)工程團(tuán)隊(duì)使用同一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境將設(shè)計(jì)與要求直接掛鉤將測試與設(shè)計(jì)相結(jié)合，不斷發(fā)現(xiàn)并更正錯(cuò)誤通過多域仿真對算法進(jìn)行優(yōu)化自動生成嵌入式軟件代碼和文檔開發(fā)和重用測試套件5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊基于模型的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：讓各個(gè)工程團(tuán)隊(duì)使用同一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境將設(shè)計(jì)與要求直接掛鉤將測試與設(shè)計(jì)相結(jié)合，不斷發(fā)現(xiàn)并更正錯(cuò)誤通過多域仿真對算法進(jìn)行優(yōu)化自動生成嵌入式軟件代碼和文檔開發(fā)和重用測試套件5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐55simulink基本功能模塊Simulink中基于模型的設(shè)計(jì)工作流示例5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐56simulink基本功能模塊5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊雙輪驅(qū)動確定建模目的在設(shè)計(jì)模型之前，請明確目的和需求。目的決定模型的結(jié)構(gòu)和詳細(xì)程度。如果目的只是弄清楚機(jī)器人可以走多快，那么只對線性運(yùn)動進(jìn)行建模就足夠了。如果目的是為設(shè)備設(shè)計(jì)一組輸入，使它按照給定的路徑移動，那就會涉及到旋轉(zhuǎn)組件。如果目的是避障，那么系統(tǒng)就需要一個(gè)傳感器。要實(shí)現(xiàn)此目的，模型必須能夠：確定電機(jī)停止后機(jī)器人多長時(shí)間能停止下來；提供一系列線性運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的命令，使機(jī)器人能夠在一個(gè)二維空間內(nèi)移動；第一個(gè)建模目的是讓您能夠分析運(yùn)動，以便設(shè)計(jì)傳感器。第二個(gè)目的是讓您能夠?qū)υO(shè)計(jì)進(jìn)行測試。5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊雙輪驅(qū)動作業(yè)設(shè)計(jì)：兩個(gè)電動輪子在兩個(gè)維度上移動。其中包括：線性運(yùn)動特性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動特性用于確定系統(tǒng)在兩個(gè)維度上的位置的變換用于測量機(jī)器人與障礙物之間的距離的傳感器5.5原型建模開發(fā)實(shí)踐simulink基本功能模塊雙輪驅(qū)動提示系統(tǒng)的模型包括：施加在輪子上的輸入作用力、兩個(gè)相同的輪子、旋轉(zhuǎn)動態(tài)特性、坐標(biāo)