CN114491722B - 一种用户自定义车辆控制器自动建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，包括以下步骤：配置部件模型；生成描述性文件；汇总部件输入输出信号/参数；创建自定义车辆控制器。本发明所述的一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，为用户自动搭建车辆控制器接口模型所需的模板和素材、车辆控制器策略模型框架，辅助用户快速灵活搭建出车辆控制器模型，解决用户不同车型搭建各种自定义车辆控制器模型效率慢的问题，用户在给定的模型框架下，开发策略模型后可直接运行，不需额外配置接口信号，且可实时在线对车辆控制器策略模型做出修改，解决了车辆控制器应用配置复杂且不能实时在线更新的问题。

Description

一种用户自定义车辆控制器自动建模方法

技术领域

本发明属于车辆性能仿真领域，尤其是涉及一种用户自定义车辆控制器自动建模方法。

背景技术

车辆仿真技术在汽车开发过程中起到越来越重要的地位，合理的使用仿真平台搭建车辆仿真模型，在车辆开发阶段进行初步的性能仿真预研，可以显著提高车辆开发效率，缩短研发周期，其中应用最为广泛的是用户自主搭建的车辆控制器模型的开发与验证。

车辆控制器建模包括两部分，车辆控制器接口模型和控制策略模型目前各主流仿真平台对车辆控制器模型的搭建支撑程度不同，基本包括两种主要形式。其一，平台内置了车辆控制器模型，用户可以根据需求选取，缺点在于车辆控制器类型固定难以满足用户针对不同车型和不同功能的控制需求；其二，平台本身不能搭建车辆控制器模型，但是开放车辆控制器接口，允许用户在其他平台搭建车辆控制器后根据平台的接口规则转换成平台可识别的模块导入，缺点是操作流程繁琐配置复杂，中间环节多容易出错，且每次对车辆控制器进行修改需重新配置。因此，采用一种车辆控制器自动建模方法帮助用户完成车辆控制器模型接口模型模板部分，用户根据控制需求完成控制策略模型，可以快速搭建车辆控制器原型，进行全面的前期验证，极大提高车辆控制器开发效率。

综上，目前能够满足用户自定义一种车辆控制器自动建模并不多见。因此有必要提供一种用户自定义车辆控制器自动建模方法来弥补现有不足。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，通过帮助用户完成车辆控制器接口模型配置，用户根据车辆控制需求完成控制策略模型，解决用户多变的自定义车辆控制器高效且准确建模问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，包括以下步骤：

S1、在车辆仿真平台上，选取车辆模型除车辆控制器外所有部件模型配置到GUI界面并完成部件连接及参数配置；

S2、基于步骤S1中已经配置好的部件模型生成部件模型描述性文件与部件模型参数描述性文件；

S3、基于步骤S2中的部件模型描述性文件汇总部件模型输入信号、输出信号，得到输入信号集合、输出信号集合；

S4、将步骤S3中的输入信号集合与输出信号集合做差集，得到步骤S1中的选取车辆模型除车辆控制器外所有部件模型中未配对的需求输入信号作为自定义车辆控制器的输出信号；

S5、将步骤S4中的输出信号集合作为自定义车辆控制器的输入信号备选集合，用户选择任意数量信号作为自定义车辆控制器的输入信号；

S6、基于步骤S2中的部件模型参数描述性文件汇总部件模型参数描述性文件中的参数名作为搭建自定义车辆控制器的参数集，用户选择参数集中任意数量参数作为自定义车辆控制器的需求参数；

S7、基于步骤S4、步骤S5在仿真平台下创建接口模型模板，基于步骤S6获取的自定义车辆控制器需求参数，且根据用户实际需求创建控制策略模型模板，基于接口模型模板、控制策略模型模板完成自定义控制器第一次创建；

S8、自定义控制器第一次创建完成后，每次执行所有部件构成的车辆整体仿真前，检查自定义控制器输入信号配置。

进一步的，在步骤S1中的所述车辆仿真平台为具有部件模型模块化且即插即用特性的仿真平台，同时存在需求部件摆放与连接的GUI界面。

进一步的，在步骤S2中的部件模型包括输入信号、输出信号与模型参数，所述部件模型描述性文件指描述部件模型输入输出信号文件；所述部件模型参数描述文件指描述保证部件模型正常运行的参数，以及所有参数的基本属性文件。

进一步的，在步骤S4中未配对的需求输入信号指某部件的需求输入信号无法由其他所有部件的输出信号提供。

进一步的，在步骤S7中的创建接口模型模板包括以下步骤：

A1、根据步骤S4汇总的自定义车辆控制器的输出信号与步骤S5用户选择的自定义车辆控制器的输入信号，确定接口模型模板的输入输出序号、输入输出名称；

A2、基于步骤A1创建除车辆控制器外其他所有部件与接口模型模板的同名信号间的连接，完成接口模型模板的创建；

A3、保存接口模型模板。

进一步的，在步骤S8中的每次执行所有部件构成的车辆整体仿真前，检查自定义控制器输入信号配置包括以下步骤：

B1、汇总当前自定义车辆控制器输入信号；

B3、基于步骤B1判断当前自定义车辆控制器输入信号配置是否与上一次配置一致；

B4、若输入信号配置不存在差异，则不进行操作，使用原自定义控制器进行仿真；若输入信号存在增加、删除或替换，自动仅对已经搭建的自定义车辆控制器输入信号做出同步修改，不删除步骤S7用户根据实际需求自由搭建的控制策略模型模板。

相对于现有技术，本发明所述的一种用户自定义车辆控制器自动建模方法具有以下优势：

（1）本发明所述的一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，设计合理，通过根据除车辆控制器外所有部件模型配置自动创建车辆控制器模型模板，提供除车辆控制器外所有部件模型全部可用参数作为建模素材的方法，为用户自动搭建车辆控制器接口模型所需的模板和素材、车辆控制器策略模型框架，辅助用户快速灵活搭建出车辆控制器模型，解决用户不同车型搭建各种自定义车辆控制器模型效率慢的问题，用户在给定的模型框架下，开发策略模型后可直接运行，不需额外配置接口信号，且可实时在线对车辆控制器策略模型做出修改，解决了车辆控制器应用配置复杂且不能实时在线更新的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的整体方法流程图；

图2为本发明实施例所述的仿真开始处理自定义控制器流程图；

图3为本发明实施例所述的界面配置及部件信号示意图；

图4为本发明实施例所述的自定义车辆控制器输入输出接口汇总示意图；

图5为本发明实施例所述的第一次创建完成的自定义车辆控制器示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图5所示，一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，包括以下步骤：

S1、在车辆仿真平台上，选取车辆模型除车辆控制器外所有部件模型配置到GUI界面并完成部件连接及参数配置；

S2、基于步骤S1中已经配置好的部件模型生成部件模型描述性文件与部件模型参数描述性文件；

S3、基于步骤S2中的部件模型描述性文件汇总部件模型输入信号、输出信号，得到输入信号集合、输出信号集合；在本实施例里，按照部件模型描述性文件的记录规则汇总部件模型的输入信号作为输入信号集合，汇总部件模型的输出信号作为输出信号集合。

在步骤S3中，汇总部件模型的输入输出信号时，与部件模型描述性文件的记录规则直接相关，根据记录规则可以使用任意方式得到指定属性的信息，包括但不限于节点提取、正则表达式查找等；在获取所有部件的输入输出信号集合后需要对集合进行重复值检测，删除所有重复值，信号的顺序不影响后续处理。

S4、将步骤S3中的输入信号集合与输出信号集合做差集，得到步骤S1中的选取车辆模型除车辆控制器外所有部件模型中未配对的需求输入信号作为自定义车辆控制器的输出信号；

S5、将步骤S4中的输出信号集合作为自定义车辆控制器的输入信号备选集合，用户选择任意数量信号作为自定义车辆控制器的输入信号；

S6、基于步骤S2中的部件模型参数描述性文件汇总部件模型参数描述性文件中的参数名作为搭建自定义车辆控制器的参数集，用户选择参数集中任意数量参数作为自定义车辆控制器的需求参数；

S7、基于步骤S4、步骤S5在仿真平台下创建接口模型模板，基于步骤S6获取的自定义车辆控制器需求参数，且根据用户实际需求创建控制策略模型模板，如用户要实现通过制动踏板开度通过自定义车辆控制器输出制动力，则可利用制动踏板开度与制动力间的线性关系在车辆控制器中构建此控制策略模型模板，基于接口模型模板、控制策略模型模板完成自定义控制器第一次创建；在本实施例里，根据用户选择的自定义车辆控制器输入信号与自动添加输出信号，自动创建接口模型模板，利用参数集搭建根据用户要实现的控制策略创建控制策略模型模板，自由搭建控制器。控制策略为现有技术，可以是依据用户需求自定义的。

S8、自定义控制器第一次创建完成后，每次执行所有部件构成的车辆整体仿真前，检查自定义控制器输入信号配置。在本实施例里，自定义车辆控制器第一次创建完成后，每次执行所有部件构成的车辆整体仿真前，检查车辆控制器输入信号配置。

本用户自定义车辆控制器自动建模方法设计合理，通过根据当前部件配置自动建模的方法，允许用户自由搭建车辆控制器，解决了用户多变的自定义车辆控制器搭建需求问题，通过自动整理输入输出信号、模型自动生成的技术，用户搭建策略后可直接运行不需额外配置，且可实时在线对车辆控制器模型做出修改，解决了车辆控制器应用配置复制且不能实时在线更新的问题。

在步骤S1中的所述车辆仿真平台为具有部件模型模块化且即插即用特性的仿真平台，同时存在需求部件摆放与连接的GUI界面。在本实施例里，在步骤S1中，车辆仿真平台指具有部件模型模块化且即插即用特性的仿真平台，同时存在需求部件摆放与连接的GUI界面，如Cruise、Amesim等；所述车辆控制器包括两部分，接口模型模板和控制策略模型模板，其中接口模型模板包括自定义车辆控制器模型输入信号、输出信号，控制策略模型模板包括模型参数；完成部件信号连接指根据车辆实际构型按照仿真平台部件连接规则对所有部件模型进行相互间连接关系的定义和确认；参数配置指模型涉及的影响部件动力学性能的所有参数。

在步骤S2中的部件模型包括输入信号、输出信号与模型参数，所述部件模型描述性文件指描述部件模型输入输出信号文件；所述部件模型参数描述文件指描述保证部件模型正常运行的参数，以及所有参数的基本属性文件。在本实施例里，在步骤S2中，部件模型描述性文件指描述部件模型输入输出端口信号、模型层级关系等关键信息的文件；部件模型参数描述文件指描述保证部件模型正常运行的所有必要参数，以及所有参数的基本属性如参数名、显示名、参数类型、单位、存储格式、参数来源等关键信息的文件；描述性文件指可以对需要描述的特征进行记录且便于查找的任何形式，如XML、TXT等。

在步骤S4中未配对的需求输入信号指某部件的需求输入信号无法由其他所有部件的输出信号提供。在本实施例里，在步骤S4中，未配对的需求输入信号指某部件的需求输入信号无法由其他所有部件的输出信号提供，根据一般仿真建模的规则，输入缺失时无法进行仿真，将未配对的需求输入信号作为自定义车辆控制器的输出信号构成信号的闭环，实现车辆控制器输出信号的自动收集。

在步骤S7中的创建接口模型模板包括以下步骤：

A1、根据步骤S4汇总的自定义车辆控制器的输出信号与步骤S5用户选择的自定义车辆控制器的输入信号，确定接口模型模板的输入输出序号、输入输出名称；

A2、基于步骤A1创建除车辆控制器外其他所有部件与接口模型模板的同名信号间的连接，完成接口模型模板的创建；

A3、保存接口模型模板。

如图2所示，在步骤S8中的每次执行所有部件构成的车辆整体仿真前，检查自定义控制器输入信号配置包括以下步骤：

B1、汇总当前自定义车辆控制器输入信号；

B3、基于步骤B1判断当前自定义车辆控制器输入信号配置是否与上一次配置一致；

B4、若输入信号配置不存在差异，则不进行操作，使用原自定义控制器进行仿真；若输入信号存在增加、删除或替换，自动仅对已经搭建的自定义车辆控制器输入信号做出同步修改，不删除步骤S7用户根据实际需求自由搭建的控制策略模型模板。

实施例

一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，为更清晰解释本发明，如图3所示，假设在仿真平台GUI界面上搭建部件A、B、C;部件A模型输入为K1、K2、K3，输出信号为K4、K5、K9，参数为A1、A2，部件B模型输入为K4、K5，输出为K6、K7、K8，参数为B1、B2，部件C模型输入为K6、K7、K8，输出为K1、K2，参数为C1，根据部件A、B、C辅助自动创建自定义车辆控制器步骤如下：

S1、在仿真平台上，选取部件A、B、C配置到GUI界面并完成部件连接及相关参数配置；

S2、按如下格式生成部件A、B、C模型描述性文件，但不必须使用如下格式：

<Template ModleName="模型名">

<Port PortKind="输入" Num="序号" PortName="接口名" PortUnit="单位" /Port>

......

<Port PortKind="输出" Num="序号" PortName="接口名" PortUnit="单位" /Port>

......

</Template>

按如下格式生成部件A、B、C参数描述性文件，但不必须使用如下格式：

<Template ModleName="模型名">

<Param Num="序号" ParamName="参数名" ParamUnit="单位" /Param>

......

</Template>

S3、如图4所示，根据步骤S2部件A、B、C模型描述性文件汇总部件A、B、C模型输入输出信号，得到输入信号集合{K1,K2,K3,K4,K5,K6,K7,K8}、输出信号集合{K4,K5,K6,K7,K8,K9,K1,K2}；

S4、将输入信号集合与输出信号集合做差集，得到未配对的需求输入信号{K3}作为自定义车辆控制器的输出信号；

S5、将输出信号集合{K4,K5,K6,K7,K8,K9,K1,K2}作为自定义车辆控制器的输入信号备选集合，选择{K1,K4}信号作为自定义车辆控制器的输入信号；

S6、汇总部件模型参数描述性文件中的参数名{A1,A2,B1,B2,C1}作为搭建自定义车辆控制器的参数集，选择{A1,B2,C1}作为自定义车辆控制器的需求参数；

S7、基于步骤S4获取的自定义车辆控制器输出信号{K3}、步骤S5获取的自定义车辆控制器输入信号{K1,K4}，在仿真平台下创建接口模型模板，用户按照接口模型模板，利用步骤S6获取的自定义车辆控制器需求参数{A1,B2,C1}，在车辆控制器中使用输入信号{K1,K4}和参数{A1,B2,C1}构建控制策略模型模板，最终输出信号{K3}，完成自定义控制器第一次创建，如图5所示；

S8、自定义控制器第一次创建完成后，每次执行所有部件构成的车辆整体仿真前，检查自定义控制器输入信号配置；

S9、判断用户是否对自定义车辆控制器输入信号做出增加、删除或替换的操作，是，则在仿真平台下仅对已经搭建的自定义车辆控制器输入信号做出同步修改，不删除步骤S7用户根据实际需求自由搭建的控制策略模型模板，否，则不对自定义控制器改动。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在车辆仿真平台上，选取车辆模型除车辆控制器外所有部件模型配置到GUI界面并完成部件连接及参数配置；

S2、基于步骤S1中已经配置好的部件模型生成部件模型描述性文件与部件模型参数描述性文件；

S3、基于步骤S2中的部件模型描述性文件汇总部件模型输入信号、输出信号，得到输入信号集合、输出信号集合；

S4、将步骤S3中的输入信号集合与输出信号集合做差集，得到步骤S1中的选取车辆模型除车辆控制器外所有部件模型中未配对的需求输入信号作为自定义车辆控制器的输出信号；

S5、将步骤S3中的输出信号集合作为自定义车辆控制器的输入信号备选集合，用户选择任意数量信号作为自定义车辆控制器的输入信号；

S6、基于步骤S2中的部件模型参数描述性文件汇总部件模型参数描述性文件中的参数名作为搭建自定义车辆控制器的参数集，用户选择参数集中任意数量参数作为自定义车辆控制器的需求参数；

S7、基于步骤S4、步骤S5在仿真平台下创建接口模型模板，用户按照接口模型模板，利用步骤S6获取的自定义车辆控制器需求参数，在车辆控制器中使用步骤S5用户选择的输入信号和步骤S6获取的需求参数构建控制策略模型模板，基于接口模型模板、控制策略模型模板完成自定义控制器第一次创建；

S8、自定义控制器第一次创建完成后，每次执行所有部件构成的车辆整体仿真前，检查自定义控制器输入信号配置；

在步骤S8中的每次执行所有部件构成的车辆整体仿真前，检查自定义控制器输入信号配置包括以下步骤：

B1、汇总当前自定义车辆控制器输入信号；

B3、基于步骤B1判断当前自定义车辆控制器输入信号配置是否与上一次配置一致；

B4、若输入信号配置不存在差异，则不进行操作，使用原自定义控制器进行仿真；若输入信号存在增加、删除或替换，自动仅对已经搭建的自定义车辆控制器输入信号做出同步修改，不删除步骤S7用户根据实际需求自由搭建的控制策略模型模板。

2.根据权利要求1所述的一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，其特征在于：在步骤S1中的所述车辆仿真平台为具有部件模型模块化且即插即用特性的仿真平台，同时存在需求部件摆放与连接的GUI界面。

3.根据权利要求1所述的一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，其特征在于：在步骤S2中的部件模型包括输入信号、输出信号与模型参数，所述部件模型描述性文件指描述部件模型输入输出信号文件；所述部件模型参数描述文件指描述保证部件模型正常运行的参数，以及所有参数的基本属性文件。

4.根据权利要求1所述的一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，其特征在于：在步骤S4中未配对的需求输入信号指某部件的需求输入信号无法由其他所有部件的输出信号提供。

5.根据权利要求1所述的一种用户自定义车辆控制器自动建模方法，其特征在于：在步骤S7中的创建接口模型模板包括以下步骤：

A1、根据步骤S4汇总的自定义车辆控制器的输出信号与步骤S5用户选择的自定义车辆控制器的输入信号，确定接口模型模板的输入输出序号、输入输出名称；

A2、基于步骤A1创建除车辆控制器外其他所有部件与接口模型模板的同名信号间的连接，完成接口模型模板的创建；

A3、保存接口模型模板。

Images