CN113361035B - 四轮转向系统的模拟仿真方法、装置及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种四轮转向系统的模拟仿真方法、装置及计算机存储介质，属于模拟仿真技术领域。该方法包括：通过ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，并在Amesim应用程序中搭建四轮转向系统模型，整车模型为按照汽车的实体结构搭建得到，转向齿条部分用于控制汽车的后轮转向；根据转向齿条部分，将整车模型与四轮转向系统模型在Amesim应用程序中进行关联；根据整车模型与四轮转向系统模型，对汽车的四轮转向系统进行模拟仿真。本申请实施例通过ADASM应用程序和Amesim应用程序联合仿真汽车的四轮转向系统，由于整车模型中设置了控制后轮转向的转向齿条部分，从而提高了四轮转向系统仿真的可靠性。
Description
技术领域
本申请实施例涉及模拟仿真技术领域，特别涉及一种四轮转向系统的模拟仿真方法、装置及计算机存储介质。
背景技术
四轮转向是指汽车转向过程中，四个车轮能够根据前轮或行车速度等信号同时相对车身偏转。四轮转向汽车的后轮能够与前轮同向偏转，也能够反向偏转，且当前轮和后轮同向偏转时，能够提高车辆高速行驶的稳定性和安全性；当前轮和后轮反向偏转的时，能够减小车辆的转向直径，使得车辆的通过性能更好。由此可见，汽车的四轮转向系统对汽车的性能存在较大的影响。因此，在整车设计阶段，为了保证整车性能良好，通常需要对汽车的四轮转向系统进行模拟仿真。
目前，能够通过ADAMS应用程序对汽车的四轮转向系统进行模拟仿真，或者，通过ADAMS应用程序与MATLAB联合仿真汽车的四轮转向系统。
但是，由于ADAMS应用程序中仅能搭建前轮转向系统模型，无法搭建后轮转向系统，从而导致无法进行四轮转向系统的模拟仿真，而MATLAB应用程序搭建的模型为数学模型，无法扩展外接转向电机物理模型，进而导致无法进行电机选型，使四轮转向系统模拟仿真具有局限性。
发明内容
本申请实施例提供了一种四轮转向系统的模拟仿真方法、装置及计算机存储介质，可以解决相关技术中四轮转向系统模拟仿真时存在局限性的问题。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种四轮转向系统的模拟仿真方法，所述方法包括：
通过机械系统动力学自动分析ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，并在多学科领域复杂系统建模仿真平台Amesim应用程序中搭建四轮转向系统模型，所述整车模型为按照所述汽车的实体结构搭建得到，所述转向齿条部分用于控制所述汽车的后轮转向；
根据所述转向齿条部分，将所述整车模型与所述四轮转向系统模型在所述Amesim应用程序中进行关联；
根据所述整车模型与所述四轮转向系统模型，对所述汽车的四轮转向系统进行模拟仿真。
在一些实施例中，所述通过机械系统动力学自动分析ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，包括：
在所述ADASM应用程序中所搭建所述整车模型；
在所述整车模型的后悬架模型中创建转向齿条部分。
在一些实施例中，所述在所述整车模型的后悬架模型中创建转向齿条部分，包括：
依次创建所述转向齿条部分中的齿壳部分和齿条部分；
将所述齿壳部分通过固定副固定在所述后悬架模型中的副车架模型上；
在所述齿条部分与所述齿壳部分之间建立移动副；
在所述齿条部分和所述后悬架模型的拉杆内点模型之间建立等速副；
在所述齿壳部分和所述副车架模型之间建立衬套。
在一些实施例中，所述根据所述转向齿条部分，将所述整车模型与所述四轮转向系统模型在所述Amesim应用程序中进行关联，包括：
根据所述转向齿条部分，在所述ADASM应用程序中对所述整车模型进行处理，得到所述整车模型对应的第一调用文件；
在所述Amesim应用程序中，将所述整车模型对应的第一调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联。
在一些实施例中，所述根据所述转向齿条部分，在所述ADASM应用程序中对所述整车模型进行处理，得到所述整车模型对应的第一调用文件，包括：
在所述ADASM应用程序中设置所述整车模型的输入变量和输出变量，所述整车模型的输出变量为所述四轮转向系统模型的输入变量，所述整车模型的输出变量中包括所述转向齿条部分的变量；
创建所述整车模型的驱动控制文件，所述驱动控制文件用于描述所述汽车行驶过程中的控制参数；
将所述驱动控制文件进行仿真，得到指定格式的第二调用文件；
根据所述第二调用文件，将所述整车模型从所述ADASM应用程序中导出，得到所述第一调用文件，所述第一调用文件的文件前缀与所述第二调用文件的名称相同。
在一些实施例中，所述在所述Amesim应用程序中，将所述整车模型对应的第一调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联，包括：
在所述Amesim应用程序中设置标准通信模块，所述标准通信模块为使各个功能模块之间进行通信的模块；
通过所述Amesim应用程序编译所述第一调用文件，得到第三调用文件；
用所述第三调用文件替换所述标准通信模块，以将所述第三调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联。
在一些实施例中，所述根据所述转向齿条部分，将所述整车模型与所述四轮转向系统模型在所述Amesim应用程序中进行关联之前，还包括：
向所述整车模型外接ESP系统模型，所述ESP系统模型用于驱动所整车模型；
在所述ADASM应用程序中设置系统状态变量，所述系统状态变量用于指示将所述ADASM应用程序与所述Amesim应用程序中所使用的参数的变量进行单位制的统一。
另一方面，提供了一种四轮转向系统的模拟仿真装置，所述装置包括：
搭建模块，用于通过机械系统动力学自动分析ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，并在多学科领域复杂系统建模仿真平台Amesim应用程序中搭建四轮转向系统模型，所述整车模型为按照所述汽车的实体结构搭建得到，所述转向齿条部分用于控制所述汽车的后轮转向；
关联模块，用于根据所述转向齿条部分，将所述整车模型与所述四轮转向系统模型在所述Amesim应用程序中进行关联；
仿真模块，用于根据所述整车模型与所述四轮转向系统模型，对所述汽车的四轮转向系统进行模拟仿真。
在一些实施例中，所述搭建模块包括：
搭建子模块，用于在所述ADASM应用程序中所搭建所述整车模型；
创建子模块，用于在所述整车模型的后悬架模型中创建转向齿条部分。
在一些实施例中，所述创建子模块用于：
依次创建所述转向齿条部分中的齿壳部分和齿条部分；
将所述齿壳部分通过固定副固定在所述后悬架模型中的副车架模型上；
在所述齿条部分与所述齿壳部分之间建立移动副；
在所述齿条部分和所述后悬架模型的拉杆内点模型之间建立等速副；
在所述齿壳部分和所述副车架模型之间建立衬套。
在一些实施例中，所述关联模块包括：
处理子模块，用于根据所述转向齿条部分，在所述ADASM应用程序中对所述整车模型进行处理，得到所述整车模型对应的第一调用文件；
关联子模块，用于在所述Amesim应用程序中，将所述整车模型对应的第一调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联。
在一些实施例中，所述处理子模块用于：
在所述ADASM应用程序中设置所述整车模型的输入变量和输出变量，所述整车模型的输出变量为所述四轮转向系统模型的输入变量，所述整车模型的输出变量中包括所述转向齿条部分的变量；
创建所述整车模型的驱动控制文件，所述驱动控制文件用于描述所述汽车行驶过程中的控制参数；
将所述驱动控制文件进行仿真，得到指定格式的第二调用文件；
根据所述第二调用文件，将所述整车模型从所述ADASM应用程序中导出，得到所述第一调用文件，所述第一调用文件的文件前缀与所述第二调用文件的名称相同。
在一些实施例中，所述关联子模块用于：
在所述Amesim应用程序中设置标准通信模块，所述标准通信模块为使各个功能模块之间进行通信的模块；
通过所述Amesim应用程序编译所述第一调用文件，得到第三调用文件；
用所述第三调用文件替换所述标准通信模块，以将所述第三调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联。
在一些实施例中，所述装置还包括：
外接模块，用于向所述整车模型外接ESP系统模型，所述ESP系统模型用于驱动所整车模型；
设置模块，用于在所述ADASM应用程序中设置系统状态变量，所述系统状态变量用于指示将所述ADASM应用程序与所述Amesim应用程序中所使用的参数的变量进行单位制的统一。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现上述四轮转向系统的模拟仿真方法中的任一步骤。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
在本申请实施例中，能够通过ADASM应用程序和Amesim应用程序联合仿真汽车的四轮转向系统，由于联合仿真过程中包括了完整的整车动力模型，且整车模型中设置了控制后轮转向的转向齿条部分，从而保证了在仿真过程中对汽车后轮的仿真，提高了四轮转向系统仿真的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种实施环境的示意图；
图2是本申请实施例提供的一种四轮转向系统的模拟仿真方法流程图；
图3是本申请实施例提供的一种四轮转向系统的模拟仿真方法流程图；
图4是本申请实施例提供的一种四轮转向系统的模拟仿真装置的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种搭建模块的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的一种关联模块的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的一种四轮转向系统的模拟仿真装置的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在对本申请实施例提供的一种四轮转向系统的模拟仿真方法进行详细地解释说明之前，先对本申请实施例提供的一种应用场景及实施环境进行详细地解释说明。
首先，对本申请实施例提供的一种应用场景进行解释说明。
由于汽车的四轮转向系统对汽车的性能存在较大的影响。因此，在整车设计阶段，为了保证整车性能良好，通常能够通过ADAMS应用程序对汽车的四轮转向系统进行模拟仿真，或者，通过ADAMS应用程序与MATLAB联合仿真汽车的四轮转向系统。但是，由于ADAMS应用程序中仅能搭建前轮转向系统模型，无法搭建后轮转向系统，从而导致无法进行四轮转向系统的模拟仿真，而MATLAB应用程序搭建的模型为数学模型，无法扩展外接转向电机物理模型，进而导致无法进行电机选型，使四轮转向系统模拟仿真具有局限性。
基于这样的应用场景，本申请实施例提供了一种能够提高四轮转向系统模拟仿真可靠性的四轮转向系统的模拟仿真方法。
其次，对本申请实施例提供的一种实施环境进行解释说明。
图1为本申请实施例提供的一种实施环境的示意图，参见图1，该四轮转向系统的模拟仿真方法应用于终端中，该终端能够安装有ADASM应用程序1和Amesim应用程序2，该ADASM应用程序1能够包括Acar应用程序，ADASM应用程序和Amesim应用程序2均为能够进行模拟仿真的应用程序。
其中，ADASM应用程序1能够搭建汽车的整车模型(也称为整车动力学模型)，Amesim应用程序2能够搭建汽车的四轮转向系统模型，终端能够将ADASM应用程序1与Amesim应用程序2进行关联，从而实现对汽车四轮转向系统的联合仿真。
图2是本申请实施例提供的一种四轮转向系统的模拟仿真方法流程图，该四轮转向系统的模拟仿真方法可以包括如下几个步骤：
步骤201：通过机械系统动力学自动分析ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，并在多学科领域复杂系统建模仿真平台Amesim应用程序中搭建四轮转向系统模型，该整车模型为按照该汽车的实体结构搭建得到，该转向齿条部分用于控制该汽车的后轮转向。
步骤202：根据该转向齿条部分，将该整车模型与该四轮转向系统模型在该Amesim应用程序中进行关联。
步骤203：根据该整车模型与该四轮转向系统模型，对该汽车的四轮转向系统进行模拟仿真。
在本申请实施例中，能够通过ADASM应用程序和Amesim应用程序联合仿真汽车的四轮转向系统，由于联合仿真过程中包括了完整的整车动力模型，且整车模型中设置了控制后轮转向的转向齿条部分，从而保证了在仿真过程中对汽车后轮的仿真，提高了四轮转向系统仿真的可靠性。
在一些实施例中，通过机械系统动力学自动分析ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，包括：
在该ADASM应用程序中所搭建该整车模型；
在该整车模型的后悬架模型中创建转向齿条部分。
在一些实施例中，在该整车模型的后悬架模型中创建转向齿条部分，包括：
依次创建该转向齿条部分中的齿壳部分和齿条部分；
将该齿壳部分通过固定副固定在该后悬架模型中的副车架模型上；
在该齿条部分与该齿壳部分之间建立移动副；
在该齿条部分和该后悬架模型的拉杆内点模型之间建立等速副；
在该齿壳部分和该副车架模型之间建立衬套。
在一些实施例中，根据该转向齿条部分，将该整车模型与该四轮转向系统模型在该Amesim应用程序中进行关联，包括：
根据该转向齿条部分，在该ADASM应用程序中对该整车模型进行处理，得到该整车模型对应的第一调用文件；
在该Amesim应用程序中，将该整车模型对应的第一调用文件与该四轮转向系统模型进行关联。
在一些实施例中，根据该转向齿条部分，在该ADASM应用程序中对该整车模型进行处理，得到该整车模型对应的第一调用文件，包括：
在该ADASM应用程序中设置该整车模型的输入变量和输出变量，该整车模型的输出变量为该四轮转向系统模型的输入变量，该整车模型的输出变量中包括该转向齿条部分的变量；
创建该整车模型的驱动控制文件，该驱动控制文件用于描述该汽车行驶过程中的控制参数；
将该驱动控制文件进行仿真，得到指定格式的第二调用文件；
根据该第二调用文件，将该整车模型从该ADASM应用程序中导出，得到该第一调用文件，该第一调用文件的文件前缀与该第二调用文件的名称相同。
在一些实施例中，在该Amesim应用程序中，将该整车模型对应的第一调用文件与该四轮转向系统模型进行关联，包括：
在该Amesim应用程序中设置标准通信模块，该标准通信模块为使各个功能模块之间进行通信的模块；
通过该Amesim应用程序编译该第一调用文件，得到第三调用文件；
用该第三调用文件替换该标准通信模块，以将该第三调用文件与该四轮转向系统模型进行关联。
在一些实施例中，根据该转向齿条部分，将该整车模型与该四轮转向系统模型在该Amesim应用程序中进行关联之前，还包括：
向该整车模型外接ESP系统模型，该ESP系统模型用于驱动所整车模型；
在该ADASM应用程序中设置系统状态变量，该系统状态变量用于指示将该ADASM应用程序与该Amesim应用程序中所使用的参数的变量进行单位制的统一。
上述所有可选技术方案，均可按照任意结合形成本申请的可选实施例，本申请实施例对此不再一一赘述。
图3是本申请实施例提供的一种四轮转向系统的模拟仿真方法流程图，本实施例以该四轮转向系统的模拟仿真方法应用于中进行举例说明，该四轮转向系统的模拟仿真方法可以包括如下几个步骤：
步骤301：终端通过ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，并在Amesim应用程序中搭建四轮转向系统模型。
需要说明的是，整车模型为按照汽车的实体结构搭建得到，转向齿条部分用于控制汽车的后轮转向，且转向齿条部分为汽车实体结构中原本不存在的部分。
由于ADAMS应用程序中仅能搭建前轮转向系统模型，无法实现对汽车后轮转向控制，因此，为了在仿真过程中实现对汽车前轮和后轮转向的控制，终端能够通过ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分。
作为一种示例，终端通过ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分的操作包括：在ADASM应用程序中所搭建整车模型；在整车模型的后悬架模型中创建转向齿条部分。
作为一种示例，终端能够在接收到第一搭建指令时，通过第一指定比例在ADASM应用程序中搭建汽车的整车模型。该第一指定比例为汽车的实体结构与第一整车模型之间的比例，该第一指定比例能够事先根据需求进行设置，比如，该第一指定比例能够为200:1、400:1等等。
在一些实施例中，终端不仅能够在接收到第一搭建指令时，通过第一指定比例在ADASM应用程序中搭建汽车的整车模型，还能够在接收到获取指令时，从存储文件中获取已搭建的汽车的整车模型，并将获取的整车模型加载至ADASM应用程序中，以完成对汽车的整车模型的搭建。
需要说明的是，该第一搭建指令和获取指令能够为用户通过指定操作作用在ADASM应用程序显示界面内时触发，该指定操作能够为点击操作、滑动操作、语音操作等等。该整车模型为汽车的整车动力学习模型。
在一些实施例中，终端在ADASM应用程序中搭建汽车的整车模型之前，还能够接收第一启动指令，并根据第一启动指令运行ADASM应用程序。
需要说明的是，该第一启动指令能够为用户通过指定操作作用在终端中显示的ADASM应用程序的标识上时触发，该ADASM应用程序的标识能够为图像标识和/或文字标识。
作为一种示例，终端在整车模型的后悬架模型中创建转向齿条部分的操作包括：依次创建转向齿条部分中的齿壳部分和齿条部分；将齿壳部分通过固定副固定在后悬架模型中的副车架模型上；在齿条部分与齿壳部分之间建立移动副；在齿条部分和后悬架模型的拉杆内点模型之间建立等速副；在齿壳部分和副车架模型之间建立衬套。
需要说明的是，终端能够在接收到创建指令时，显示转向齿条创建界面，并在转向齿条创建界面中创建转向齿条部分。
在一些实施例中，终端能够通过设置参数和变量的方式创建转向齿条部分。
在一些实施例中，终端还能够在接收到第二搭建指令时，通过第二指定比例在Amesim应用程序中搭建四轮转向系统模型，该第二指定比例为汽车的四轮转向系统的实体结构与四轮转向系统模型之间的比例，该第二指定比例能够事先根据需求进行设置，比如，该第二指定比例能够为200：1、400:1等等，该第一指令比例能够与第二指定比例相同，也能够不同，但是为了保证模拟仿真的准确性和可靠性，终端能够设置该第一指令比例与第二指定比例相同。
需要说明的是，该第二搭建指令能够为用户通过指定操作作用在Amesim应用程序显示界面内时触发。
在一些实施例中，终端在Amesim应用程序中搭建汽车的四轮转向系统之前，还能够接收第二启动指令，并根据第二启动指令运行Amesim应用程序。
需要说明的是，该第二启动指令能够为用户通过指定操作作用在终端中显示的Amesim应用程序的标识上时触发，该Amesim应用程序的标识能够为图像标识和/或文字标识。
需要说明的是，本申请实施例对终端搭建整车模型和四轮转向系统模型的顺序并不做限定。
步骤302：终端根据转向齿条部分，将整车模型与四轮转向系统模型在Amesim应用程序中进行关联。
为了实现ADASM应用程序与Amesim应用程序对四轮转向系统的联合仿真，终端能够根据转向齿条部分，将整车模型与四轮转向系统模型在Amesim应用程序中进行关联。
作为一种示例，终端根据转向齿条部分，将整车模型与四轮转向系统模型在Amesim应用程序中进行关联的操作包括：根据转向齿条部分，在ADASM应用程序中对整车模型进行处理，得到整车模型对应的第一调用文件；在Amesim应用程序中，将整车模型对应的第一调用文件与四轮转向系统模型进行关联。
在一些实施例中，终端根据转向齿条部分，在ADASM应用程序中对整车模型进行处理，得到整车模型对应的第一调用文件的操作包括：在ADASM应用程序中设置整车模型的输入变量和输出变量，整车模型的输出变量为四轮转向系统模型的输入变量，整车模型的输出变量中包括转向齿条部分的变量；创建整车模型的驱动控制文件，驱动控制文件用于描述汽车行驶过程中的控制参数；将驱动控制文件进行仿真，得到指定格式的第二调用文件；根据第二调用文件，将整车模型从ADASM应用程序中导出，得到第一调用文件，第一调用文件的文件前缀与第二调用文件的名称相同。
需要说明的是，终端在ADASM应用程序中设置的整车模型的输入变量包括方向盘转角和后转向齿条位移，整车模型的输出变量包括外轮中心点Y向轨迹和外轮心X向轨迹，当然也能够包括其他输出参数对应的输出变量。
在一些实施例中，由于Amesim应用程序与ADASM应用程序之间能存在单位差异，因此，在ADASM应用程序中设置整车模型的输入变量和输出变量时，还能够在ADASM应用程序中创建系统状态变量，该系统状态变量用于指示将ADASM应用程序与Amesim应用程序中所使用的参数的变量进行单位制的统一。比如，指示ADASM应用程序与Amesim应用程序中所使用的参数的变量进行单位制的转换。比如，渡和弧度、米和毫米之间的转换。
在一些实施例中，终端不仅能够在ADASM应用程序中创建系统状态变量，还能够在将整车模型与四轮转向系统模型在Amesim应用程序中进行关联之前，在ADASM应用程序中向整车模型外接ESP(Electronic Stability Program，车身电子稳定系统)系统模型，该ESP系统模型用于驱动所整车模型。
作为一种示例，终端外接ESP系统模型后，还能够设置ESP系统模型输出参数以及输出参数对应的输出变量，比如，输出参数包括车速、横摆角速度、侧倾角等，输出变量包括车速范围、横摆角速度范围、侧倾角范围等等。
在一些实施例中，终端能够在ADASM应用程序中接收到创建指令时，创建驱动控制文件，该驱动控制文件能够包括汽车的行驶速度、油门控制参数、方向盘转角控制参数等汽车行驶过程中的控制参数。
在一些实施例中，终端还能够设置驱动控制文件的仿真时长，即设置驱动控制文件中仿真终止时间，该仿真终止时间用于确定在Amesim应用程序中进行联合仿真的最大有效仿真时长。比如，驱动控制文件的仿真时长不小于在Amesim应用程序中对汽车的四轮转向系统进行模拟仿真的仿真时长。
需要说明的是，该指定格式能够为.acf格式，且为了提高仿真速度，终端在通过整车模型对驱动控制文件进行仿真时，将仿真模式设置为files_only模式。该第一调用文件能够为FMU(功能模型单元)标准接口的文件，即，终端能够将整车模型从ADASM应用程序中采用FMU标准接口导出，从而得到第一调用文件。
作为一种示例，终端在Amesim应用程序中，将整车模型对应的第一调用文件与四轮转向系统模型进行关联的操作包括：在Amesim应用程序中设置标准通信模块，该标准通信模块为使各个功能模块之间进行通信的模块；通过Amesim应用程序编译第一调用文件，得到第三调用文件；用第三调用文件替换标准通信模块，以将第三调用文件与四轮转向系统模型进行关联。
需要说明的是，该标准通信模块能够为FMI(Functional Mock-up Interface，功能模型接口)模块，即，终端在Amesim应用程序中设置的标准通信模块为FMI模块，且终端能够通过Interface Icon Creation(初学液压仿真创建接口)创建FMI模块，并设置FMI模块的输入变量和输出变量，且FMI模块的输入变量的数量至少是2个，FMI模块的输出变量的数量至少是2个。该FMI模块的输出变量中能够包括汽车平顺性客观测量相关参数，比如，侧向加速度、侧倾角等等。
在一些实施例中，终端通过Amesim应用程序编译第一调用文件，得到第三调用文件，该第三调用文件能够为FMI Imported blocks(一种FMI类别的文件)；之后用第三调用文件替换标准通信模块，即用FMI Imported blocks替换FMI模块，以将第三调用文件与四轮转向系统模型进行关联，即将整车模型与四轮转向系统模型进行关联。
步骤303：终端根据整车模型与四轮转向系统模型，对汽车的四轮转向系统进行模拟仿真。
由于终端在Amesim应用程序中不仅搭建了四轮转向系统模型，同时还搭建了整车模型，因此，终端能够在Amesim应用程序中根据四轮转向系统模型和整车模型，对汽车的四轮转向系统进行模拟仿真。
由上述可知，终端在ADASM应用程序中设置的整车模型的输出变量包括转向齿条部分的变量，且整车模型的输出变量为四轮转向系统模型的输入变量，且转向齿条部分用于控制汽车的后轮转向，因此，终端在Amesim应用程序中进行模拟仿真时，整车模型能够在仿真过程中输出包括转向齿条部分的变量，同时，由于ADAMS应用程序中的整车模型中还能够搭建前轮转向系统模型，因此，四轮转向系统模型能够根据转向齿条部分的变量对汽车后轮进行控制，通过整车模型中的前轮转向系统模型输出的变量对汽车前轮进行控制，进而实现汽车前轮和后轮的模拟仿真。
步骤304：终端在Amesim应用程序中显示模拟仿真结果。
由于终端在Amesim应用程序中对汽车的四轮转向系统进行模拟仿真，因此，在仿真结束后，终端能够在Amesim应用程序中显示模拟仿真结果。
在本申请实施例中，终端能够通过ADASM应用程序和Amesim应用程序联合仿真汽车的四轮转向系统，由于联合仿真过程中包括了完整的整车动力模型，且整车模型中设置了控制后轮转向的转向齿条部分，从而保证了在仿真过程中不仅能够对汽车前轮进行仿真，还能够对汽车后轮进行仿真，从而提高了四轮转向系统仿真的可靠性。同时，联合仿真模型的可演变性、扩展性强，能够根据把不同后轮转角确定对应最小转向直径，为后轮最大转角的设计提供依据，同时还能够根据实车产品的后轮转向电机来建立物理模型，能够支持转向电机的选型、转向系统的匹配以及ESP算法的优化，提高了仿真模型的应用范围。
图4是本申请实施例提供的一种四轮转向系统的模拟仿真装置的结构示意图，该四轮转向系统的模拟仿真装置可以由软件、硬件或者两者的结合实现。该四轮转向系统的模拟仿真装置可以包括：搭建模块401、关联模块402和仿真模块403。
搭建模块401，用于通过机械系统动力学自动分析ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，并在多学科领域复杂系统建模仿真平台Amesim应用程序中搭建四轮转向系统模型，所述整车模型为按照所述汽车的实体结构搭建得到，所述转向齿条部分用于控制所述汽车的后轮转向；
关联模块402，用于根据所述转向齿条部分，将所述整车模型与所述四轮转向系统模型在所述Amesim应用程序中进行关联；
仿真模块403，用于根据所述整车模型与所述四轮转向系统模型，对所述汽车的四轮转向系统进行模拟仿真。
在一些实施例中，参见图5，所述搭建模块401包括：
搭建子模块4011，用于在所述ADASM应用程序中所搭建所述整车模型；
创建子模块4012，用于在所述整车模型的后悬架模型中创建转向齿条部分。
在一些实施例中，所述创建子模块4012用于：
依次创建所述转向齿条部分中的齿壳部分和齿条部分；
将所述齿壳部分通过固定副固定在所述后悬架模型中的副车架模型上；
在所述齿条部分与所述齿壳部分之间建立移动副；
在所述齿条部分和所述后悬架模型的拉杆内点模型之间建立等速副；
在所述齿壳部分和所述副车架模型之间建立衬套。
在一些实施例中，参见图6，所述关联模块402包括：
处理子模块4021，用于根据所述转向齿条部分，在所述ADASM应用程序中对所述整车模型进行处理，得到所述整车模型对应的第一调用文件；
关联子模块4022，用于在所述Amesim应用程序中，将所述整车模型对应的第一调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联。
在一些实施例中，所述处理子模块4021用于：
在所述ADASM应用程序中设置所述整车模型的输入变量和输出变量，所述整车模型的输出变量为所述四轮转向系统模型的输入变量，所述整车模型的输出变量中包括所述转向齿条部分的变量；
创建所述整车模型的驱动控制文件，所述驱动控制文件用于描述所述汽车行驶过程中的控制参数；
将所述驱动控制文件进行仿真，得到指定格式的第二调用文件；
根据所述第二调用文件，将所述整车模型从所述ADASM应用程序中导出，得到所述第一调用文件，所述第一调用文件的文件前缀与所述第二调用文件的名称相同。
在一些实施例中，所述关联子模块4022用于：
在所述Amesim应用程序中设置标准通信模块，所述标准通信模块为使各个功能模块之间进行通信的模块；
通过所述Amesim应用程序编译所述第一调用文件，得到第三调用文件；
用所述第三调用文件替换所述标准通信模块，以将所述第三调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联。
在一些实施例中，参见图7，所述装置还包括：
外接模块404，用于向所述整车模型外接ESP系统模型，所述ESP系统模型用于驱动所整车模型；
设置模块405，用于在所述ADASM应用程序中设置系统状态变量，所述系统状态变量用于指示将所述ADASM应用程序与所述Amesim应用程序中所使用的参数的变量进行单位制的统一。
在本申请实施例中，终端能够通过ADASM应用程序和Amesim应用程序联合仿真汽车的四轮转向系统，由于联合仿真过程中包括了完整的整车动力模型，且整车模型中设置了控制后轮转向的转向齿条部分，从而保证了在仿真过程中不仅能够对汽车前轮进行仿真，还能够对汽车后轮进行仿真，从而提高了四轮转向系统仿真的可靠性。同时，联合仿真模型的可演变性、扩展性强，能够根据把不同后轮转角确定对应最小转向直径，为后轮最大转角的设计提供依据，同时还能够根据实车产品的后轮转向电机来建立物理模型，能够支持转向电机的选型、转向系统的匹配以及ESP算法的优化，提高了仿真模型的应用范围。
需要说明的是：上述实施例提供的四轮转向系统的模拟仿真装置在进行四轮转向系统的模拟仿真时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的四轮转向系统的模拟仿真装置与四轮转向系统的模拟仿真方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
图8示出了本申请一个示例性实施例提供的终端800的结构框图。该终端800可以是：智能手机、平板电脑、MP3播放器(Moving Picture Experts Group Audio Layer III，动态影像专家压缩标准音频层面3)、MP4(Moving Picture Experts Group Audio LayerIV，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、笔记本电脑或台式电脑。终端800还可能被称为用户设备、便携式终端、膝上型终端、台式终端等其他名称。
通常，终端800包括有：处理器801和存储器802。
处理器801可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器801可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器801也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器801可以集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器801还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器802可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器802还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器802中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器801所执行以实现本申请中方法实施例提供的四轮转向系统的模拟仿真方法。
在一些实施例中，终端800还可选包括有：外围设备接口803和至少一个外围设备。处理器801、存储器802和外围设备接口803之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口803相连。具体地，外围设备包括：射频电路804、显示屏805、摄像头组件806、音频电路807、定位组件808和电源809中的至少一种。
外围设备接口803可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器801和存储器802。在一些实施例中，处理器801、存储器802和外围设备接口803被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器801、存储器802和外围设备接口803中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。
射频电路804用于接收和发射RF(Radio Frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路804通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路804将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路804包括：天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路804可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路804还可以包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。
显示屏805用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏805是触摸显示屏时，显示屏805还具有采集在显示屏805的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器801进行处理。此时，显示屏805还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏805可以为一个，设置终端800的前面板；在另一些实施例中，显示屏805可以为至少两个，分别设置在终端800的不同表面或呈折叠设计；在另一些实施例中，显示屏805可以是柔性显示屏，设置在终端800的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏805还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏805可以采用LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件806用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件806包括前置摄像头和后置摄像头。通常，前置摄像头设置在终端的前面板，后置摄像头设置在终端的背面。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头、长焦摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能、主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR(Virtual Reality，虚拟现实)拍摄功能或者其它融合拍摄功能。在一些实施例中，摄像头组件806还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯，也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合，可以用于不同色温下的光线补偿。
音频电路807可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波，并将声波转换为电信号输入至处理器801进行处理，或者输入至射频电路804以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在终端800的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器801或射频电路804的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器，也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时，不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波，也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中，音频电路807还可以包括耳机插孔。
定位组件808用于定位终端800的当前地理位置，以实现导航或LBS(LocationBased Service，基于位置的服务)。定位组件808可以是基于美国的GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)、中国的北斗系统、俄罗斯的格雷纳斯系统或欧盟的伽利略系统的定位组件。
电源809用于为终端800中的各个组件进行供电。电源809可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源809包括可充电电池时，该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
在一些实施例中，终端800还包括有一个或多个传感器810。该一个或多个传感器810包括但不限于：加速度传感器811、陀螺仪传感器812、压力传感器813、指纹传感器814、光学传感器815以及接近传感器816。
加速度传感器811可以检测以终端800建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如，加速度传感器811可以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器801可以根据加速度传感器811采集的重力加速度信号，控制显示屏805以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。加速度传感器811还可以用于游戏或者用户的运动数据的采集。
陀螺仪传感器812可以检测终端800的机体方向及转动角度，陀螺仪传感器812可以与加速度传感器811协同采集用户对终端800的3D动作。处理器801根据陀螺仪传感器812采集的数据，可以实现如下功能：动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变UI)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。
压力传感器813可以设置在终端800的侧边框和/或显示屏805的下层。当压力传感器813设置在终端800的侧边框时，可以检测用户对终端800的握持信号，由处理器801根据压力传感器813采集的握持信号进行左右手识别或快捷操作。当压力传感器813设置在显示屏805的下层时，由处理器801根据用户对显示屏805的压力操作，实现对UI界面上的可操作性控件进行控制。可操作性控件包括按钮控件、滚动条控件、图标控件、菜单控件中的至少一种。
指纹传感器814用于采集用户的指纹，由处理器801根据指纹传感器814采集到的指纹识别用户的身份，或者，由指纹传感器814根据采集到的指纹识别用户的身份。在识别出用户的身份为可信身份时，由处理器801授权该用户执行相关的敏感操作，该敏感操作包括解锁屏幕、查看加密信息、下载软件、支付及更改设置等。指纹传感器814可以被设置终端800的正面、背面或侧面。当终端800上设置有物理按键或厂商Logo时，指纹传感器814可以与物理按键或厂商Logo集成在一起。
光学传感器815用于采集环境光强度。在一个实施例中，处理器801可以根据光学传感器815采集的环境光强度，控制显示屏805的显示亮度。具体地，当环境光强度较高时，调高显示屏805的显示亮度；当环境光强度较低时，调低显示屏805的显示亮度。在另一个实施例中，处理器801还可以根据光学传感器815采集的环境光强度，动态调整摄像头组件806的拍摄参数。
接近传感器816，也称距离传感器，通常设置在终端800的前面板。接近传感器816用于采集用户与终端800的正面之间的距离。在一个实施例中，当接近传感器816检测到用户与终端800的正面之间的距离逐渐变小时，由处理器801控制显示屏805从亮屏状态切换为息屏状态；当接近传感器816检测到用户与终端800的正面之间的距离逐渐变大时，由处理器801控制显示屏805从息屏状态切换为亮屏状态。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构并不构成对终端800的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
本申请实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得终端能够执行上实施例提供的四轮转向系统的模拟仿真方法。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在终端上运行时，使得终端执行上述实施例提供的四轮转向系统的模拟仿真方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请实施例的较佳实施例，并不用以限制本申请实施例，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种四轮转向系统的模拟仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
通过机械系统动力学自动分析ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，并在多学科领域复杂系统建模仿真平台Amesim应用程序中搭建四轮转向系统模型，所述整车模型为按照所述汽车的实体结构搭建得到，所述转向齿条部分用于控制所述汽车的后轮转向；其中，所述通过机械系统动力学自动分析ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，包括：在所述ADASM应用程序中所搭建所述整车模型；依次创建所述转向齿条部分中的齿壳部分和齿条部分；将所述齿壳部分通过固定副固定在后悬架模型中的副车架模型上；在所述齿条部分与所述齿壳部分之间建立移动副；在所述齿条部分和所述后悬架模型的拉杆内点模型之间建立等速副；在所述齿壳部分和所述副车架模型之间建立衬套；
根据所述转向齿条部分，将所述整车模型与所述四轮转向系统模型在所述Amesim应用程序中进行关联；其中，所述根据所述转向齿条部分，将所述整车模型与所述四轮转向系统模型在所述Amesim应用程序中进行关联，包括：在所述ADASM应用程序中设置所述整车模型的输入变量和输出变量，所述整车模型的输出变量为所述四轮转向系统模型的输入变量，所述整车模型的输出变量中包括所述转向齿条部分的变量；创建所述整车模型的驱动控制文件，所述驱动控制文件用于描述所述汽车行驶过程中的控制参数；将所述驱动控制文件进行仿真，得到指定格式的第二调用文件；根据所述第二调用文件，将所述整车模型从所述ADASM应用程序中导出，得到第一调用文件，所述第一调用文件的文件前缀与所述第二调用文件的名称相同；在所述Amesim应用程序中，将所述整车模型对应的第一调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联；
根据所述整车模型与所述四轮转向系统模型，对所述汽车的四轮转向系统进行模拟仿真。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述Amesim应用程序中，将所述整车模型对应的第一调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联，包括：
在所述Amesim应用程序中设置标准通信模块，所述标准通信模块为使各个功能模块之间进行通信的模块；
通过所述Amesim应用程序编译所述第一调用文件，得到第三调用文件；
用所述第三调用文件替换所述标准通信模块，以将所述第三调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联。
3.如权利要求1-2任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述根据所述转向齿条部分，将所述整车模型与所述四轮转向系统模型在所述Amesim应用程序中进行关联之前，还包括：
向所述整车模型外接车身电子稳定ESP系统模型 ，所述ESP系统模型用于驱动所整车模型；
在所述ADASM应用程序中设置系统状态变量，所述系统状态变量用于指示将所述ADASM应用程序与所述Amesim应用程序中所使用的参数的变量进行单位制的统一。
4.一种四轮转向系统的模拟仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
搭建模块，用于通过机械系统动力学自动分析ADASM应用程序在汽车的整车模型中创建转向齿条部分，并在多学科领域复杂系统建模仿真平台Amesim应用程序中搭建四轮转向系统模型，所述整车模型为按照所述汽车的实体结构搭建得到，所述转向齿条部分用于控制所述汽车的后轮转向；其中，所述搭建模块包括：搭建子模块，用于在所述ADASM应用程序中所搭建所述整车模型；创建子模块，用于依次创建所述转向齿条部分中的齿壳部分和齿条部分；将所述齿壳部分通过固定副固定在后悬架模型中的副车架模型上；在所述齿条部分与所述齿壳部分之间建立移动副；在所述齿条部分和所述后悬架模型的拉杆内点模型之间建立等速副；在所述齿壳部分和所述副车架模型之间建立衬套；
关联模块，用于根据所述转向齿条部分，将所述整车模型与所述四轮转向系统模型在所述Amesim应用程序中进行关联；其中，所述关联模块包括：处理子模块，用于在所述ADASM应用程序中设置所述整车模型的输入变量和输出变量，所述整车模型的输出变量为所述四轮转向系统模型的输入变量，所述整车模型的输出变量中包括所述转向齿条部分的变量；创建所述整车模型的驱动控制文件，所述驱动控制文件用于描述所述汽车行驶过程中的控制参数；将所述驱动控制文件进行仿真，得到指定格式的第二调用文件；根据所述第二调用文件，将所述整车模型从所述ADASM应用程序中导出，得到第一调用文件，所述第一调用文件的文件前缀与所述第二调用文件的名称相同；关联子模块，用于在所述Amesim应用程序中，将所述整车模型对应的第一调用文件与所述四轮转向系统模型进行关联；
仿真模块，用于根据所述整车模型与所述四轮转向系统模型，对所述汽车的四轮转向系统进行模拟仿真。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现上述权利要求1至权利要求3中的任一项权利要求所述的方法的步骤。
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