О реализации режима реального времени при моделировании автомобиля в Simulink с симулятором и смешанной реальностью
Аннотация
В статье рассмотрены основные задачи имитационного моделирования движения, колебаний управляемости автомобиля. Выявлено, что проблемным действием является недостаточное быстродействие существующих компьютеров (даже с частотой процессора 4–5 ГГц) из-за передачи данных на стенд по CAN BUS и необходимости вести моделирование с реальными характеристиками элементов в полосе 0–28 Гц при шаге 0,0006–0,001 с, чтобы получить приемлемое схождение с экспериментом. Предлагаемое ранее разнесение и распараллеливание вычислений по компьютерам, соединенных сетью Windows требует использования специального программного обеспечения разделения задач и их синхронизации, которое пока недоступно из-за санкций и дороговизны.
Для повышения производительности предложено разделить вычисления по трем компьютерам (в дальнейшем на 4) через 3-уровневую комбинированную сеть, включая разбивку математической модели на переднюю и заднюю подвеску в отдельных блок-схемах для более равномерного распределения вычисления по интеграторам в Simulink, чтобы операционная система Windows могла лучше распределить по ядрам процессора.
На первом (мини-компьютер Raspberry) осуществляется считывание параметров с органов управления автомобиля для передачи их в сеть, на втором, основном более мощном компьютере сам процесса моделирования, на третьем визуализацию дорожной обстановки, передачу информации на 6-DoF платформу вибростенда по сети CAN BUS.
За счет этого получено в Simulink повышение производительности вычислений в 1,6 раза.
В дальнейшем целесообразным представляется еще разнесения вычислений по ядрам компьютерам с использованием специального программного обеспечения.
Ключевые слова
моделирование автомобиля,
программное обеспечение,
шлем,
виртуальная,
смешанная реальность,
Simulink
Список литературы
1. Mercedes Benz TecDay 2010 Driving Simulator 2. – URL: https://www.youtube.com/watch?v=CxIol1_YsK0 Video: Mercedes-Benz Driving Simulator Is Industry Leader.
2. Samuli Jääskeläinen. Mixed reality driving: Real hands virtual wheel. – URL: https://varjo.com/vr-lab/mixed-reality-driving-simulation/.
3. Varjo Lab Tools // Volume 6 – 2019. – URL: https://developer.varjo.com/lab-tools https://doi.org/10.3389/frobt.2019.00098.
4. BMW Group uses virtual reality engineering in its vehicle development BMW. – URL: https://www.bmw.com/en/events/nextgen/global-collaboration.html/ 2022.
5. Unreal Engine 5.1 Documentation. – URL: https://docs.unrealengine.com/5.1/en-US.
6. Craig Jamieson, BMW is now offering ‘mixed reality’ test drives that include VR goggles. – URL: https://www.topgear.com.ph/news/technology-news/bmw-mixed-reality-test-drive-tguk-a2633-20221111/.
7. The world’s first mixed reality test drive. – URL: https://varjo.com/testimonial/xr-test-drive-with-volvo.
8. Research driving simulator. – URL: https://cs-driving-simulator.com/research-driving-simulator.
9. Михайлов, В.Г. Компьютерное и имитационное моделирование автомобиля: монография / В.Г. Михайлов. – Минск : Белнаука, 2020. – 316 с.
10. Мишута, Д.В. Разработка и создание мобильных комплексов: монография / Д.В. Мишута, В.Г. Михайлов. – Минск : ООО «ПОЛИТКРАФТ», 2022. – 305 с.
11. Михайлов, В. Г. О выборе моделей, средств для симулятора автомобиля со смешанной реальности / В.Г. Михайлов. – URL: https://itech.cifra.science/archive/1-1-2024-january/10.18454/itech.2024.1.2?ysclid=lxt2jc239x767966416/.
12. Михайлов, В. Г. Моделирование системы "дорога-автомобиль-водитель", симуляторы, смешанная реальность / В. Г. Михайлов. – Минск : б/и, 2023. – 390 с. – ISBN 978-985-08-2617-6. – EDN BHBGMU.
13. Ротенберг, Р.В. Подвеска автомобиля / Р.В. Ротенберг. – Москва : Машиностроение, 1972. – 392 с.
Рецензия
Рецензент: Ю.Д. Карпиевич, д-р тех. наук, проф., Белорусский национальный технический университет
Просмотров:
78
