一种车辆仿真方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种车辆仿真方法、装置、设备及介质，涉及自动驾驶技术领域。具体实现方式为：通过轮胎动力学模块根据上层规划模块下发的控制指令和车体动力学模块前一时刻输出的车体运动数据和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎平动力；通过车体动力学模块根据控制指令和当前时刻的轮胎平动力，确定当前时刻的车体运动数据用于车辆仿真，并确定当前时刻的轮胎法向载荷用于下一时刻的轮胎平动力的确定。本申请实施例实现了动力学模型与现有无人车整体框架之间的结合，形成了车辆仿真测试的完整闭环，提高了车辆仿真结果与道路测试之间的匹配度，能够实现车辆仿真测试对道路测试的替代，提高了车辆测试效率，降低了车辆测试成本。

A vehicle simulation method, device, equipment and medium

【技术实现步骤摘要】
一种车辆仿真方法、装置、设备及介质
本申请涉及数据处理技术，尤其涉及自动驾驶
，具体涉及一种车辆仿真方法、装置、设备及介质。
技术介绍
无人驾驶车辆是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目的地。随着科技的进步，无人驾驶车辆的性能也在不断优化。当在无人驾驶车辆中接入新的车辆特性时，通常需要对车辆性能进行测试。其中，测试包括仿真测试和道路测试。现有技术在对无人驾驶车辆进行仿真时，主要通过将规划速度信息和位置信息等车辆状态信息直接下发的方式加以实现，并未考虑车辆实际执行情况。因此仿真效果和车辆实际运行结果之间的出入较大，使得车辆测试的时间成本和经济成本较高。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种车辆仿真方法、装置、设备及介质，以提高仿真测试与道路测试的匹配度，进而实现仿真测试对道路测试的替代，提高车辆测试效率，降低测试成本。第一方面，本申请实施例提供了一种车辆仿真方法，包括：通过轮胎动力学模块，根据上层规划模块下发的控制指令和车体动力学模块在前一时刻输出的车体运动数据和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎受力；通过车体动力学模块，根据所述控制指令和所述当前时刻的轮胎平动力，确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷；其中，所述当前时刻的车体运动数据用于进行车辆仿真；所述当前时刻的轮胎法向载荷，用于确定下一时刻的轮胎平动力。本申请实施例通过轮胎动力学模块，根据上层规划摸下发的控制指令和车体动力学模块在前一时刻输出的车体运动数据和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎平动力；通过车体运动学模型，根据控制指令和当前时刻的轮胎平动力，确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷；其中当前时刻的车体运动数据用于进行车辆仿真；当前时刻的轮胎法向载荷，用于确定下一时刻的轮胎平动力。上述技术方案通过轮胎动力学模块和车体运动学模块对上层规划模块下发的控制指令的处理，以及两动力学模块之间的数据交互，进行轮胎平动力以及车体运动学数据和轮胎法向载荷的确定，实现了动力学模型与现有无人车整体框架之间的结合，形成了车辆仿真测试的完整闭环，提高了车辆仿真结果的仿真精度，进而提高了车辆仿真结果与道路测试之间的匹配度，使得在车辆中引入新的车辆特性时，能够实现车辆仿真测试对道路测试的替代，提高了车辆测试效率，降低了车辆测试成本。同时，通过车体动力学模块以及轮胎动力学模块分别进行轮胎平动力以及车体运动数据和轮胎法向载荷的确定，不同动力学模块各司其职，同时又相互补充，实现了动力学模型中代码段之间的解耦。可选的，在确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷之后，所述方法还包括：通过车体动力学模块，将所述当前时刻的车体运动数据发送至所述上层规划模块，以使上层规划模块基于所述当前时刻的车体运动数据控制车辆仿真运行。上述申请中的一个可选实施方式，通过在确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷之后，通过车体动力学模块，将当前时刻的车体运动数据发送至上层模块，以使上层规划模块基于当前时刻的车体运动数据控制车辆仿真运行，实现了对车辆仿真过程的控制。可选的，在确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷之后，所述方法还包括：通过车体动力学模块，将所述当前时刻的轮胎法向载荷发送至轮胎动力学模块；通过轮胎动力学模块，基于所述当前时刻的轮胎法向载荷进行下一时刻的轮胎平动力的确定。上述申请中的一个可选实施方式，通过在确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷之后，通过车体运动学模块将当前时刻的轮胎法向载荷发送至轮胎动力学模块；通过轮胎动力学模块，基于当前时刻的轮胎法向载荷进行下一时刻的轮胎平动力的确定，为下一时刻车辆仿真运行提供了数据支撑。可选的，所述控制指令包括档位、驱动踏板开度、制动踏板开度、和方向盘转向中的至少一种。上述申请中的一个可选实施方式，通过将控制指令进行细化，丰富了对车辆进行仿真测试时的应用场景，使得在加减档、加减油门、刹车以及转向等情况下均能实现对车辆的仿真测试。可选的，在根据控制指令和前一时刻车体动力学模块输出的车体运动数据和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎平动力之前，所述方法还包括：通过轮胎动力学模块和/或车体动力学模块，根据预先设定的控制参数标定表，将所述控制指令转化为车辆控制参数；其中，所述车辆控制参数，包括驱动转矩和/或制动转矩。上述申请中的一个可选实施方式，在确定轮胎平动力之前，通过轮胎动力学模块和/或车体动力学模块，根据预先设定的控制参数标定表，将控制指令转化为轮胎动力学模块和车体动力学模块可以识别的车辆控制参数，为后续进行车体运动数据、轮胎平动力以及轮胎法向载荷的确定提供保障。可选的，根据上层规划模块下发的控制指令和车体动力学模块在前一时刻输出的车体运动数据和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎平动力，包括：根据驱动转矩、制动转矩、轮胎转动半径、胎压、以及前一时刻车体动力学模块输出的车体速度和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎运动参数；根据轮胎转动半径、所述轮胎运动参数和前一时刻车体动力学模块输出的车体速度，确定当前时刻的轮胎纵向滑移率，并根据所述轮胎纵向滑移率和前一时刻车体动力学模块输出的轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎纵向力；以及，根据轮胎轴距、所述轮胎运动参数和前一时刻车体动力学模块输出的车体速度，确定当前时刻的轮胎横向侧偏角，并根据所述轮胎横向侧偏角和前一时刻车体动力学模块输出的轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎横向力；其中，所述轮胎平动力包括轮胎纵向力和轮胎横向力。上述申请中的一个可选实施方式，通过将当前时刻的轮胎平动力的确定过程，细化为轮胎运动参数的确定，并基于轮胎运动参数分别进行轮胎纵向力和轮胎横向力的确定，完善了轮胎平动力的确定机制。可选的，根据所述控制指令和轮胎动力学模块所输出的当前时刻的轮胎平动力，确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷，包括：根据风速和轮胎轴距，分别确定空气阻力和空气阻力力矩；根据车辆转动惯量、所述空气阻力、空气阻力力矩、轮胎动力学模块所输出的当前时刻的轮胎平动力，分别确定车体加速度和车体横摆角加速度；根据所述车体加速度、所述车体横摆角加速度、轮胎轴距、空气阻力和空气阻力力矩，确定所述轮胎法向载荷；以及，根据所述车体加速度和车体横摆角加速度，确定车体运动参数；其中，车体运动参数包括车体加速度、车体速度、车体位置、车体横摆角、车体横摆角速度和车体横摆角加速度中的至少一个。上述申请中的一个可选实施方式，通过将当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷的确定过程，细化为空气阻力和空气阻力力矩的确定、车体加速度和车体横摆角加速度的确定，进而根据上述确定结果进行当前时刻的车体运动参数和轮胎法向载荷的确定，完善了当前时刻的车体运动参数和轮胎法向载荷的确定机制。可选的，在通过车体动力学模块，将所述当前时刻的车体运动数据发送至所述上层规划模块之前，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆仿真方法，其特征在于，包括：/n通过轮胎动力学模块，根据上层规划模块下发的控制指令和车体动力学模块在前一时刻输出的车体运动数据和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎平动力；/n通过车体动力学模块，根据所述控制指令和所述当前时刻的轮胎平动力，确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷；其中，所述当前时刻的车体运动数据用于进行车辆仿真；所述当前时刻的轮胎法向载荷，用于确定下一时刻的轮胎平动力。/n

【技术特征摘要】
1.一种车辆仿真方法，其特征在于，包括：
通过轮胎动力学模块，根据上层规划模块下发的控制指令和车体动力学模块在前一时刻输出的车体运动数据和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎平动力；
通过车体动力学模块，根据所述控制指令和所述当前时刻的轮胎平动力，确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷；其中，所述当前时刻的车体运动数据用于进行车辆仿真；所述当前时刻的轮胎法向载荷，用于确定下一时刻的轮胎平动力。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷之后，所述方法还包括：
通过车体动力学模块，将所述当前时刻的车体运动数据发送至所述上层规划模块，以使上层规划模块基于所述当前时刻的车体运动数据控制车辆仿真运行。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在确定当前时刻的车体运动数据和轮胎法向载荷之后，所述方法还包括：
通过车体动力学模块，将所述当前时刻的轮胎法向载荷发送至轮胎动力学模块；
通过轮胎动力学模块，基于所述当前时刻的轮胎法向载荷进行下一时刻的轮胎平动力的确定。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制指令包括档位、驱动踏板开度、制动踏板开度、和方向盘转向中的至少一种。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在根据控制指令和前一时刻车体动力学模块输出的车体运动数据和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎平动力之前，所述方法还包括：
通过轮胎动力学模块和/或车体动力学模块，根据预先设定的控制参数标定表，将所述控制指令转化为车辆控制参数；
其中，所述车辆控制参数，包括驱动转矩和/或制动转矩。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据上层规划模块下发的控制指令和车体动力学模块在前一时刻输出的车体运动数据和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎平动力，包括：
根据驱动转矩、制动转矩、轮胎转动半径、胎压、以及车体动力学模块前一时刻输出的车体速度和轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎运动参数；
根据轮胎转动半径、所述轮胎运动参数和车体动力学模块前一时刻输出的车体速度，确定当前时刻的轮胎纵向滑移率，并根据所述轮胎纵向滑移率和车体动力学模块前一时刻输出的轮胎法向载荷，确定当前时刻的轮胎纵向力；以及，
根据轮胎轴距、所述轮胎运动参数和车体动力学模块前...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭益农，崔霄，郭鼎峰，朱振广，
申请(专利权)人：北京百度网讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11