- 1 - PanoSim快速入门 - 2 - 目录 1 PanoSim 简介 . 3 2 实验制作流程 . 4 3 PanoSim Demo . 5 4 如何搭建实验 . 8 4.1 新建实验 . 8 4.2 道路场景 . 9 4.3 天气和光照 . 9 4.4 选择车辆 . 9 4.5 传感器 11 4.6 设置车辆 12 4.7 交通参与物 14 4.8 设置实验 14 4.9 启动实验 15 4.10 数据处理 . 15 5 一个简单 AEB 实验 17 5.1 第一步:创建实验 17 5.2 第二步:创建实验场景 17 5.3 第三步:设置驾驶参数 20 5.4 第四步:添加目标干扰车 23 5.5 第五步:添加控制模块 24 5.6 第六步:启动实验 27 PanoSim 快速入门 - 3 - 1 PanoSim 简介 为解决现代智能汽车与汽车智能化技术与产品开发、测试与验证面临的诸多挑战, PanoSim 提供了车辆动力学模型、汽车三维行驶环境模型、汽车行驶交通模型、车载环 境传感模型、Matlab/Simulink 仿真模型自动生成、图形与动画后处理等工具于一体的 汽车虚拟仿真平台,专注运用于新兴汽车智能辅助驾驶与主动安全技术与产品研发(例 如环境传感与感知、 数据融合、 ADAS 研发测试与验证、 V2X 与车联网、 无人驾驶等) 。
PanoSim 快速入门 - 4 - 2 实验制作流程 图图 2-1 实验实验制作制作流程流程 PanoSim 仿真实验操作流程简单易懂,制作一个实验的三个步骤: 一、创建实验:新建实验工程,选择合适的道路场景,设置环境天气和光照; 二、设置实验参数:在道路上添加车辆,设置车辆横向或纵向驾驶参数,设置交通 流和行人干扰,安装车载传感器(像机、雷达或 V2X) ,配置交通元素(交通标志牌、 信号灯、障碍物) ; 三、分析实验结果:使用后处理工具对仿真后的数据进行报表分析,或回放仿真动 画; PanoSim 快速入门 - 5 - 3 PanoSim Demo 我们快速启动系统 Demo 来查看实验运行效果 启动 PanoSim 软件,进入 PanoSim 实验数据管理主界面(图 3-1) 主界面左下角是 实验数据库,包括系统 Demo 和用户自定义实验,比如 ACC、随机交通、车道线检测、车 辆探测等各种道路交通场景实验 第一步:在实验数据库中,鼠标双击实验载入相应实验进行操作 (以 Exp_LaneDetection 实验为例) 图图 3-1 实验实验管理管理数据数据主界面主界面 第二步:点击常用工具栏“Forward”,进入实验参数设置主界面(图 3-2) 。
通过 视角工具栏(图 3-2)切换不同角度观看 3D 场景,也可通过点击并移动鼠标左键来旋转 3D 视角 PanoSim 快速入门 - 6 - 视角工具栏视角工具栏 图图 3-2 实验实验参数参数设置主界面设置主界面 第三步:运行 Demo 实验,点击界面中的“Open MDL”,系统自动启动 MATLAB 并自 动生成 Simulink 模型(图 3-3) ,点击运行 Simulink 启动实验,在 3D 界面中可以查看 到仿真动画,在 Simulink 中对各模块的实验数据跟踪分析当需要快速启动实验时, 也可在界面中点击“Start”快速启动实验 运行运行Simulink 图图 3-3 车道线检测车道线检测Simulink模型模型 车道线检测实验工况:实验车安装有车载像机,试验车向前行驶过程中,像机实时 拍摄道路场景图像,处理算法对图像中的车道线进行识别并输出车道线轨迹 实验启动后,系统自动弹出两个子窗口(非必须弹出,由用户算法确定) ,分别为 像机拍摄画面和车道线识别画面(图 3-4) 实验完成后,点击“Stop” (图 3-4)停止 实验 PanoSim 快速入门 - 7 - 拍摄画面拍摄画面 车道线识别车道线识别 图图 3-4 车道线检测实验仿真车道线检测实验仿真动画动画 PanoSim 作为汽车虚拟仿真平台, 提供的 Demo 仅作为功能展示和参考, 控制模块算 法需由用户来编辑。
PanoSim 快速入门 - 8 - 4 如何搭建实验 下面具体介绍如何搭建一个最简单的实验,搭建实验包括新建实验—选择道路场 景—选择天气光照—添加车辆—设置实验工况参数—启动实验—数据后处理等步 骤 启动 PanoSim 软件,进入 PanoSim 实验数据管理主界面(图 4-1) 4.1 新建实验 点击常用工具栏“New”创建新实验,弹出新建实验对话框(图 4-2) ,输出实验名 称,点击“OK”创建实验亦可通过在实验数据库中,可点击鼠标右键的 Duplicate 快 速复制实验 常用工具栏常用工具栏 实验信息栏实验信息栏 实验数据列表实验数据列表 道路场景库道路场景库 天气与光照天气与光照 图图 4 4- -1 1 实验实验数据数据管理主界面管理主界面 PanoSim 快速入门 - 9 - 图图 4 4- -2 2 新建实验新建实验对话框对话框 4.2 道路场景 界面右侧的实验场景库中,系统提供了丰富的实验道路场景,通过鼠标双击载入所 需的道路场景(如 Fld_CrossRoad) 另外,PanoSim 提供道路场景的设计工具 FieldBuilder(如常用工具栏 Tools) ,帮 助用户创建自己所需的道路场景。
FieldBuilder 提供多种道路网络辅助设计工具, 还支 持 Table 导入第三方道路数据,以及导入 OpenStreetMap 地图数据 4.3 天气和光照 从右侧的实验环境列表中,通过鼠标双击载入所需的实验天气和光照天气支持多 云、雾天、雨天、雪天、晴天,光照支持白天和夜晚 4.4 选择车辆 点击常用工具栏的“Forward” ,进入实验参数设置主界面(图 4-3) PanoSim 快速入门 - 10 - 视角工具栏视角工具栏 实验车辆实验车辆 实验参数设置区实验参数设置区 常用工具栏常用工具栏 实验车辆库实验车辆库 仪表工具栏仪表工具栏 图图 4-3 实验实验参数参数设置主界面设置主界面 通过视角工具栏或鼠标(图 4-3)调整 3D 场景视角,场景中默认带有一辆车,如需 添加车辆,可通过右侧的实验车辆库拖拽车辆到道路中来,切换至“Top View”视角, 鼠标选中并移动实验车辆至合适位置对于多余的车辆,可在界面左侧的实验车辆列表 中点击鼠标右键 Delete 进行删除 实验车辆库中有 3 种类型车辆模型,车辆图标中含字母“P”表示复杂车辆模型, 具体 27 自由度,用来做车辆控制;“S”表示简单车辆模型,具有 2 个自由度,可减少 仿真计算量,主要用来交通干扰;“C”表示从 CarSim 导入进行的车辆模型。
常见工具栏“Tools\VehicleBuilder”中的车辆编辑器,可对车辆参数进行编辑 一辆车包含 8 个子系统模块:外形、空气动力学、车身、制动系统、动力传动系、转向 系、悬架系统、轮胎车辆编辑器采用模块化的设计理念,用户可对车辆子系统库进行 扩充(图 4-5) ,通过鼠标选择子系统拖拽到车辆对应模块中进行引用 系统提供皮卡、小轿车、SUV 等常见车型,用户可将 CAD 格式的车辆外形文件导入 到系统中使用 PanoSim 快速入门 - 11 - 图图 4-5 VehicleBuilder 主界面主界面 4.5 传感器 在实验参数设置主界面的常见工具栏点击“Sensors”打开车载传感配置工具 PanoSim 提供了针孔像机 Pinhole、双目相机 Binocular、鱼眼像机 Fisheye、激光 雷达 Lidar、毫米波雷达 Radar、超声波雷达 Ultrasonic 以及 V2X 多种传感器点击添 加 Pinhole,点击视角工具栏的“Editor”可打开传感器属性面板, 设置其几何参数和物 理参数 Editor 图图 4 4- -6 Sensor Setup6 Sensor Setup 主界面主界面 PanoSim 快速入门 - 12 - 4.6 设置车辆 实验车辆列表中选中相应车辆,在实验设置栏中设置车辆的初始信息、行驶轨迹、 驾驶控制以及交通工况。
视角工具栏视角工具栏 实验车辆实验车辆 实验参数设置区实验参数设置区 常用工具栏常用工具栏 实验车辆库实验车辆库 仪表工具栏仪表工具栏 图 4-4 实验参数设置主界面 车辆初始信息:初始位置、横向偏移、初始速度Station 表示车辆与道路坐标原 点的距离(坐标原点为道路起点) ;Lateral Offset 表示相对于车道中心线的偏移量 当场景中在多条道路情况下,可点击 Set Path/Destination 设置车辆行驶轨迹, 当移动车辆位置时,实验前需要重新设置行驶轨迹 驾驶控制:包括横向控制与纵向控制,横向控制主要是通过设置方向盘转角控制车 辆横向偏移,纵向控制主要是通过设置节气门、制动、档位控制车辆的纵向行驶速度 交通工况:支持随机车辆与干扰行人两种模式 随机车辆模式,系统会在道路中自动创建许多交通车辆,车辆在系统提供的驾驶员 模型控制下自动驾驶,模拟现实生活中的交通流,可设置交通的密度、行驶速度以及稳 定性 干扰行人模式,设定在某条件下(Time\Station\Speed)触发行人干扰,用于行人 检测或紧急避撞方面的算法验证 若选择了交通模式,点击 Save 保存实验,系统自动重新加载 3D 场景,场景中可看 到设置好的随机车辆或行人。
PanoSim 快速入门 - 13 - 车辆横向控制参数界面(图 4-7) ,可设置横向偏移值为 Constant(常量)或 Table (表格变量) 为 Table 添加合适的行数,表格中 Station 表示车向前行驶的距离; Lateral Offset 表示相对于车道中心线的横向偏移量,Table 具体参数如下图所示: 图 4-7 实验车辆横向偏移位置 车辆纵向控制设置界面(图 4-8) ,设置方式与横向控制基本类似,具体参数如下图 所示: 图 4-8 实验车辆纵向行驶速度 PanoSim 快速入门 - 14 - 4.7 交通参与物 在常用工具栏点击“Field”打开交通参与物配置界面(图 4-9) 交通参与物分为 交通障碍物(木箱、路锥、木桩等)和交通标志牌(左转向、右转向等) 图 4-9 Field Setup 主界面 4.8 设置实验 常用工具栏点击“Set”打开全局参数面板,可对仿真实验参数、车辆轮胎力的显 示与自定义视角进行设置 其中“Create New Model” (图 4-10)复选框,在为车辆安装传感器后,需要勾选 该复选框,启动实验时 Simulink 会自动创建传感器模块。
而添加控制算法前,需要取 消勾选,否则每次启动实验时系统会自动清除控制算法模块 PanoSim 快速入门 - 15 - 图 4-10 全局参数面板 4.9 启动实验 根据需要,从仪表工具栏中通过鼠标拖拽虚拟仪表(时速表、Plot 表和雷达表)到 3D 界面中 在常用工具栏点击“Start”启动实验实验完成后点击 “Stop”停止实验 4.10 数据处理 实验完成后,常用工具栏点击“Tools\PanoPlot”或“Tools\PanoAnim”对实验数 据进行后处理 PanoPlotPanoPlot 工具工具:能够将实验各个通道数据进行组合,生成图表进行分析 启动 PanoPlot 后,载入刚才仿真的实验数据(图 4-11) ,在左侧的 X Channel 与 YChannel 选择所需要的数据进行组合,点击“Plot”快速生成图表,点击 Save,可将 图表数据导出到\我的文档\PanoSim\Experiments\Output *注:系统提供的实验数据在目录\PanoSim\E。