一种联合泛化仿真的方法与流程

1.本发明属于车联网领域，特别涉及到了一种联合泛化仿真领域。


背景技术：

2.目前针对adas与c-v2x的仿真软件选择有限，在仿真建设场景时多以单场景手动设置为主，无法批量测试。而泛化仿真通常也只能适用于某特定仿真软件，造成模型精度不高。即，仿真建模慢，较难实现高维度测试用例的测试。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种联合泛化仿真的方法，该方法仿真建模快，且更容易实现高维度测试用例的测试。
4.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
5.一种联合泛化仿真的方法，其特征在于，该方法包括有以下步骤：
6.步骤1，将仿真要素组成建立为仿真要素集合；
7.步骤2，针对特定测试场景，对仿真要素集合进行筛选，筛选出关键要素以组合成为关键要素集合；
8.步骤3，根据关键要素集合中的关键要素，在动力学仿真软件中搭建设计车辆整车模型，并将车辆整车模型的导出，并导入至数据处理中心；
9.步骤4，根据关键要素集合中的关键要素，在场景仿真软件中搭建动/静态场景模型，并将动/静态场景模型输入至数据处理中心；
10.步骤5，数据处理中心在动/静态场景模型、车辆整车模型中找到需要泛化的关键要素，对该些找到的关键要素进行泛化，以通过数据处理中心完成泛化仿真。
11.在该方法中，基于动力学仿真软件、场景仿真软件、数据处理中心的联合仿真，针对单次仿真不具备说服性与多次仿真建模耗时长的问题，在保证模型精度的基础上对平台进行二次开发，达到对研究场景的关键要素泛化的目的，在降低设计时间成本与控制模型一致性仿真上很有帮助。
12.进一步的，仿真要素集合内包括有人、车、路、环境四类仿真要素。上述四类仿真要素为大类别，下还可以细分更多的小类。
13.进一步的，在筛选出关键要素时，判断筛选出的关键要素的类别缺失是否大于一类，若大于一类，则该次筛选失效。该处一类所指的是大类，如人、车、路、环境四类中缺少任两项或者两项以上，则该次筛选失效。
14.进一步的，建立关键要素筛选矩阵，横坐标包括有对自类要素产生影响、自类语义存在重复；纵坐标包括有主要研究参数、对他类存在影响；在关键要素筛选矩阵中设置有δ、ε、两个θ；其中一个θ的横坐标为对自类要素产生影响，纵坐标为对他类存在影响；其中另一个θ的横坐标为自类语义存在重复，纵坐标为主要研究参数；ε的横坐标为对自类要素产生影响，纵坐标为主要研究参数；δ的横坐标为自类语义存在重复，纵坐标为对他类存在影响；
15.主要研究参数：主观判断，判断仿真要素是否为研究场景重点关注要素，是为1，否为1；
16.自类语义存在重复：客观判断，判断仿真要素是否与自类项目其他要素存在语义重复的情况，是为0，不是为1；
17.对他类存在影响：客观判断，判断仿真要素对其他大类的仿真要素产生影响，是为0.6，否为0；
18.对自类存在影响：客观判断，判断仿真要素对本类的仿真要素产生影响，是为0.6，否为0；
19.关键要素筛选矩阵中θ值取决于横纵坐标的最大值，ε值为主要研究参数的值，δ值为对他类存在影响的值；得到代表该要素的筛选矩阵后，计算该矩阵的f-范数；
20.当f-范数＝0时，证明该要素对场景的研究没有任何价值，应当舍弃；
21.当f-范数＞1.5时，证明该要素对场景有很深远的影响，必须保留；
22.当0＜f-范数＜1.5时，值的大小与该要素对场景的研究价值成正比。
23.即，存在有多个关键要素的语义重复的情况，直接选择保留范数值大的关键要素，范数值小的舍弃。
24.进一步的，在筛选出关键要素时，判断筛选出来的关键要素是否能够在动/静态场景模型或车辆整车模型中复现，删除不能复现的关键要素。
25.进一步的，搭建设计车辆整车模型时具体包括：整车尺寸参数、空气动力学参数、传动系统参数、转向系统、制动系统、悬架系统。上述参数为与车、环境类别下的关键要素对应。
26.进一步的，搭建设计动/静态场景模型时具体包括：道路信息、车道信息、交通参与者信息。上述参数为与人、路类别下的关键要素对应。
27.进一步的，若在动/静态场景模型搭建时添加传感器信息，搭建设计动/静态场景模型时还可以包括有传感器信息；若在动/静态场景模型搭建时添加传感器信息，将数据处理中心中的adas模型算法频率设置为与数据处理中心中仿真频率一致。
28.本发明的有益效果在于，在该方法中，基于动力学仿真软件、场景仿真软件、数据处理中心的联合仿真，针对单次仿真不具备说服性与多次仿真建模耗时长的问题，在保证模型精度的基础上对平台进行二次开发，达到对研究场景的关键要素泛化的目的，在降低设计时间成本与控制模型一致性仿真上很有帮助。
附图说明
29.图1是本发明的框架示意图。
30.图2是关键要素筛选矩阵。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.本实施例提供一种联合泛化仿真的方法；其具体方案是基于仿真软件平台的场景
泛化方法，该方法主要分为三个环节。
33.(环节一)首先，为了得到仿真要素集合，集合由关键要素与次要要素组成，利用先验知识对关键要素进行筛选，针对特定的测试用例进行设计，提取实验场景中的关键要素，并针对测试设计出需要提取的目标参数，通过划分要素种类在仿真软件中建立要素模型。从环节一至环节二再到环节三是一个单向不可逆的泛化场景步骤，环节一提供环节二仿真的场景要素，为环节三提供泛化要素。
34.具体表述如下：
35.首先默认现实物理世界的所有要素不可在仿真环境中穷尽的原则，针对特定测试场景得到的要素集合集合为{α1,α2,α3,α4....αn}，根据场景测试原则对要素集合进行主观判断，对关键要素进行筛选，经筛选后的关键要素集合是其子集，表示为{β1,β2,β3,β4...βn}。可以认为要素集合为研究场景包含的一般元素的集合，通常不考虑仿真的限制与语义构建重合度，而关键要素集合则是从要素集合中做出筛选，达到用最短的描述即可构建目标测试场景的目的，缩短测试周期，使测试更有效率。
36.场景要素测试判断规则如下：
37.要素集合尽量包含人-车-路-环境四类，针对研究的场景，从每一类中分析从而得到要素。例如对于城市快速道路中环境的筛选，即包含道路类型、车道属性、路面线形和交通标志几个大类，再从大类中分散出小点，形成具体的要素。需要明确的是，不是所有的场景都包含四类，在特定的场景下可以有一项缺失(例如研究高速场景不考虑行人的要素)，若缺失部分为1项以上，测试场景判断规则失效。
38.场景关键要素判断规则如下：
39.①
属于同一大类分支的要素文字不同但是表达语义相近的，需要根据要素具体情况做出判断，但都将以尽最大可能的去包含一切要素但降低表达语义重复度的原则去筛选。具体筛选规则如下：
40.存在关键要素筛选矩阵：
[0041][0042]
主要研究参数：主观判断，是否为研究场景重点关注要素，是为1，否为1；
[0043]
自类语义存在重复：客观判断，是否与自类项目其他要素存在语义重复的情况，如天气情况与光照条件，是为0，不是为1；
[0044]
对他类存在影响：客观判断，对其他大类的场景要素产生影响，环境大类的要素天气情况对路大类要素的路面附着系数产生影响等，是为0.6，否为0。
[0045]
对自类存在影响：客观判断，对本类的场景要素产生影响，如天气情况对降雨量产生影响，是为0.6，否为0。
[0046]
根据对要素的分析可得到四个值，然后填入以上矩阵，矩阵中θ值取决于横纵坐标的最大值，ε值为主要研究参数值，δ为对他类存在影响的数值。得到代表该要素的筛选矩阵后，计算该矩阵的f-范数，范数值的大小即代表该要素对整体场景的影响。
[0047]
当f-范数＝0时，证明该要素对场景的研究没有任何价值，应当舍弃；
[0048]
当f-范数＞1.5时，证明该要素对场景有很深远的影响，必须保留；
[0049]
当0＜f-范数＜1.5时，值的大小与该要素对场景的研究价值成正比。
[0050]
②
要素在仿真场景中能够复现，否则删除。当通过规则
①
筛选出的要素与本规则存在冲突时，以本规则为判断条件。
[0051]
(环节二)然后，根据测试用例生成的场景按要素属性在仿真软件中建立模型,具体设置内容如下：
[0052]
①
动力模型搭建：
[0053]
设计车辆整车模型。具体包括：
[0054]
1)整车尺寸参数(车长、车宽、车高、轴距、轮距、最小离地间隙、前后悬、接近角、离去角等)；
[0055]
2)空气动力学参数(阻力系数、侧向力系数、升力系数、侧倾系数、俯仰系数、空气动力作用点、迎风面积、空气密度等)；
[0056]
3)传动系统参数(驱动方式、传动系统的固有频率与阻尼)，需要明确的是，根据选择的驱动方式设计变速器模型。
[0057]
4)转向系统(小齿轮扭矩，控制前轮转角)
[0058]
5)制动系统(管路传递延迟时间、abs设置、制动压力分配、执行器的惯性滞后时间)
[0059]
6)悬架系统(悬架质心y坐标、簧下质量、左右轮转动惯量等)
[0060]
②
部分动/静态场景模型搭建
[0061]
通过在仿真软件中搭建动/静态场景模型，具体如下：
[0062]
1)道路信息(道路起点、长度、宽度、弯道半径、道路线形)
[0063]
2)车道信息(车道宽度、数量、车道线形式)
[0064]
3)交通参与者信息(参与者类型、参与者位置、运动状态、运动方向。运动路径)
[0065]
4)传感器信息(对于搭载了adas传感器的车辆，还需要设置传感器类型、传感器安装位置、最大识别数、识别频率、识别范围、信号传递方式等。对于搭载了v2xobu的车辆，需要设置接口类型、传输协议、传输范围等)。
[0066]
③
算法模型搭建
[0067]
如果在步骤
②
中有添加传感器信息，通常需要被测adas模型算法频率与仿真软件中设置的仿真频率一致。该模型在仿真中一般作为研究对象或作为研究其他要素的不变量存在。
[0068]
(环节三)前面两个环节仅适用于单个仿真场景的搭建，当场景模型搭建完毕后，在其中找到需要泛化的参数模块，重新命名，具体操作步骤如下：
[0069]
在“数据处理中心”中新建脚本文件，键入以下代码：
[0070][0071]
fprintf('cc＝％d\n',setpointvalues2(k))
[0072]
...(存在多少个关键要素泛化，就嵌套多少次for循环)
[0073]
simout＝sim(in)；
[0074]
end
[0075]
end
[0076]
end(end次数与for次数一致)
[0077]
通过以上方案可实现泛化仿真，在代码键入后，平台即可自动化泛化仿真。上述代码后面括号内的文字为对该行代码的说明。
[0078]
具体的，车辆动力学仿真软件的选择包括但不限于carsim、carmaker、carla simulink；
[0079]
动静态场景仿真软件的选择包括但不限于vtd、prescan、prosivic(ptv vissim)；
[0080]
数据处理中心的选择包括但不限于matlab、python、visualstudio。
[0081]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种联合泛化仿真的方法，其特征在于，该方法包括有以下步骤：步骤1，将仿真要素组成建立为仿真要素集合；步骤2，针对特定测试场景，对仿真要素集合进行筛选，筛选出关键要素以组合成为关键要素集合；步骤3，根据关键要素集合中的关键要素，在动力学仿真软件中搭建设计车辆整车模型，并将车辆整车模型的导出，并导入至数据处理中心；步骤4，根据关键要素集合中的关键要素，在场景仿真软件中搭建动/静态场景模型，并将动/静态场景模型输入至数据处理中心；步骤5，数据处理中心在动/静态场景模型、车辆整车模型中找到需要泛化的关键要素，对该些找到的关键要素进行泛化，以通过数据处理中心完成泛化仿真。2.根据权利要求1所述的一种联合泛化仿真的方法，其特征在于，仿真要素集合内包括有人、车、路、环境四类仿真要素。3.根据权利要求2所述的一种联合泛化仿真的方法，其特征在于，在筛选出关键要素时，判断筛选出的关键要素的类别缺失是否大于一类，若大于一类，则该次筛选失效。4.根据权利要求2所述的一种联合泛化仿真的方法，其特征在于，建立关键要素筛选矩阵，横坐标包括有对自类要素产生影响、自类语义存在重复；纵坐标包括有主要研究参数、对他类存在影响；在关键要素筛选矩阵中设置有δ、ε、两个θ；其中一个θ的横坐标为对自类要素产生影响，纵坐标为对他类存在影响；其中另一个θ的横坐标为自类语义存在重复，纵坐标为主要研究参数；ε的横坐标为对自类要素产生影响，纵坐标为主要研究参数；δ的横坐标为自类语义存在重复，纵坐标为对他类存在影响；主要研究参数：判断仿真要素是否为研究场景重点关注要素，是为1，否为1；自类语义存在重复：判断仿真要素是否与自类项目其他要素存在语义重复的情况，是为0，不是为1；对他类存在影响：判断仿真要素对其他大类的仿真要素产生影响，是为0.6，否为0；对自类存在影响：判断仿真要素对本类的仿真要素产生影响，是为0.6，否为0；关键要素筛选矩阵中θ值取决于横纵坐标的最大值，ε值为主要研究参数的值，δ值为对他类存在影响的值；得到代表该要素的筛选矩阵后，计算该矩阵的f-范数；当f-范数＝0时，证明该要素对场景的研究没有任何价值，应当舍弃；当f-范数＞1.5时，证明该要素对场景有很深远的影响，必须保留；当0＜f-范数＜1.5时，值的大小与该要素对场景的研究价值成正比。5.根据权利要求2所述的一种联合泛化仿真的方法，其特征在于，在筛选出关键要素时，判断筛选出来的关键要素是否能够在动/静态场景模型或车辆整车模型中复现，删除不能复现的关键要素。6.根据权利要求2所述的一种联合泛化仿真的方法，其特征在于，搭建设计车辆整车模型时具体包括：整车尺寸参数、空气动力学参数、传动系统参数、转向系统、制动系统、悬架系统。7.根据权利要求2所述的一种联合泛化仿真的方法，其特征在于，搭建设计动/静态场景模型时具体包括：道路信息、车道信息、交通参与者信息。8.根据权利要求7所述的一种联合泛化仿真的方法，其特征在于，搭建设计动/静态场
景模型时还可以包括有传感器信息；若在动/静态场景模型搭建时添加传感器信息，将数据处理中心中的adas模型算法频率设置为与数据处理中心中仿真频率一致。

技术总结
本发明属于车联网领域，特别涉及到了一种联合泛化仿真的方法，该方法包括有以下步骤：步骤1，建立为仿真要素集合；步骤2，筛选出关键要素以组合成为关键要素集合；步骤3，搭建设计车辆整车模型，并将车辆整车模型的导出，并导入至数据处理中心；步骤4，搭建动/静态场景模型，并将动/静态场景模型输入至数据处理中心；步骤5，通过数据处理中心完成泛化仿真。在本发明中，基于动力学仿真软件、场景仿真软件、数据处理中心的联合仿真，针对单次仿真不具备说服性与多次仿真建模耗时长的问题，在保证模型精度的基础上对平台进行二次开发，达到对研究场景的关键要素泛化的目的，在降低设计时间成本与控制模型一致性仿真上很有帮助。与控制模型一致性仿真上很有帮助。与控制模型一致性仿真上很有帮助。


技术研发人员：罗龙浩 王龙翔 左益芳 张盈盈
受保护的技术使用者：信通院车联网创新中心（成都）有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/7/31