PreScan快速入门到精通第四讲快速搭建第一个自动驾驶仿真模型 / 开普饭

PreScan的愿景是通过提供虚拟验证功能来弥补仿真和验证之间的差距。

在实际建立一个PreScan实验并运行之前，我们先来看看下图

描绘了四个重要的建模步骤。

1. 构建场景

2. 增加控制系统

3. 为传感器系统建模

4. 运行实验。

这些步骤，通常是每次做实验时都要遵循的：

构建场景

最理想的情况是，首先使用实际的事故数据。只有这样，才知道这个场景足够重要，足以导致事故的发生。PreScan提供了轻松重建事故发生的可能性。它有各种各样的工具，从构建道路和实现抽象的基础设施元素的模糊视点的简单方法，到支持近距离碰撞的工具。这些工具的一个较大的部分是在第一个开始的时候就已经涉及到了。

增加控制系统

控制系统的理解应该比传统的汽车控制系统如ESP、ACC等更宽泛。控制系统还包括对象感知算法、传感器融合算法、决策算法等。

为传感器系统建模

这可能很简单，就像实现一个可自由调整的理想化传感器（在PreScan中已经有了），也可能很复杂，就像实现一个详细的基于物理学的雷达模型，输出原始感知信号，由自己的数据处理算法进行后处理，处理后的数据被送入自己的DSP模型，负责跟踪和追踪目标。由于系统的边界是灵活的，所以我们在这里更愿意谈论'为传感器系统建模'。

进行实验

有几种选择：只需在Simulink环境中运行一个实验，同时在范围内观察结果，同时使用基于MATLAB的绘图脚本对获得的结果进行后期处理。另一种选择是让基于MATLAB的批处理脚本配置、运行和后期处理方案。如果这还不够的话，作为用户可以把自己的制动和油门和及方向盘链接上，在自己做的实验场景中进行驾驶。

3.1 例子：快速开始搭建第一个自动驾驶场景仿真模型

本教程将向第一次使用PreScan的用户解释如何在PreScan中设置和运行实验。它提供了使用PreScan的工作指南。

请不要在实验名称和实验地点中使用非西方文字（如日语、韩语、中文等）。

概念

PreScan的基本思路是在图形用户界面（GUI）中构建一个实验，并使用Simulink仿真实验。在GUI中，可以将库中的组件拖放到构建区域中，得到实验的大致布局。可以通过改变这些组件的属性来设置细节，使用适当的配置窗口或属性编辑器，用鼠标右键到达的属性编辑器。

在GUI中建立好实验后，就会准备一个实验的Simulink模型，称为：编译表。用户可以将自己的算法添加到这个Simulink模型中，并正常播放模型。

Simulink模型只需要准备一次；在Simulink中，有一个按钮可以更新GUI中的更改。

创建一个实验场景

单击 Windows 桌面或开始菜单上的 PreScan GUI 图标，启动 PreScan GUI (参见图形用户界面Graphical User Interface(GUI) (GUI) 一节)。PreScan 启动时，会出现以下界面。

要开始建立一个场景，应该有一个实验。从文件菜单中选择 '新实验New Experiment'。

出现 '新建实验'对话框，在该对话框中可以命名实验，描述作者，并给出实验的简短描述。

实验位置是实验的保存目录。上次打开、保存或创建实验的实验位置将保存在窗口注册表中。当启动MATLAB®时，它将在这个位置打开。

需要进一步设置实验类型和实验采样率。

实验完成后，左侧的预扫描积木库就会变成可用的，图标会变成正常的颜色，表示现在可以使用。

底层

从为实验创建一个底层开始。从 '环境 '选项卡 '环境'(底层(2-D))中选择 '草'，然后将其拖放到 '建立区域 '中。可以在属性编辑器区域中设置底层的位置和方向。

道路

第二步是建立道路网。从基础设施库中选择环形路，然后将其拖到构建区域。注意在属性编辑区中可以设置以下属性：方向、车道宽度、半径等。

轨迹

第三步是创建轨迹。从中间的任务栏中选择继承路径图标（下图中的中间图标）。

当用鼠标悬停在环形路上时，会出现黄色的圆圈。这些是该路段的入口点和出口点。选择左边入口的下圆圈，选择右边出口的上圆圈。鼠标左击两下，路径就会自动生成。

路径考虑到了实验的默认设置：例如，在道路右侧行驶，在环岛上逆时针行驶。用户的首选项可以在 '设置/首选项Settings / Preferences '中进行设置。

执行器

现在我们将在创建的路径上附加一个执行器。从执行器库中选择马自达RX8，然后将其拖到Build区域。

当角色被拖动到路径上时，路径将被高亮显示。在这种情况下，如果你松开鼠标按钮，就会自动创建一个轨迹，并将执行器连接到轨迹上。请注意，一系列的点是如何提供轨迹的可视化表示的，现在汽车被连接到它的轨迹。

通过在Build区域或实验树中右击所需的actor，并从出现的下拉菜单中选择对象配置，打开actor的对象配置对话框。看一下这个角色是否连接到了PathObject_1和SpeedProfile_1。

在执行器库中选择第二辆车，将其拖到环岛的右侧出口处。将方向（偏航）设置为150度，让它面向左边。单击 '方向 '旁边的'+'-图标，单独显示偏航方向。

缩放

使用工具栏中的缩放按钮，将场景缩放到所需视图。

传感器

通过以下显示图标，可以切换传感器光束、摄像头光束、重心、GPS坐标和车道定义的可见度。通过使用标记的按钮，设置传感器光束和摄像头光束的可见性。这些设置不作为实验的一部分保存。

从传感器库中选择AIR，并将其拖到Build区的Mazda上。

出现AIR对象配置对话框，在该对话框中可以对AIR传感器进行配置。AIR配置参数有：位置、方向、光束范围和光束扫射角度。

单击 '确定 '后，AIR传感器出现在实验树中。

摄像机

在仿真过程中，可以添加视觉辅助摄像机（Visu Aids）。选择 '人眼视图'，选择具有人眼等属性的摄像机。

当摄像机被拖到车辆上时，可以通过选择驾驶员或副驾驶的眼睛位置，用左、右标示的方式将摄像机固定在车辆上。

现在的实验应该和下面这个图类似。

保存

保存实验

汇编表

所有在PreScan GUI中创建的信息都被收集到Simulink模型中进行仿真。这个Simulink模型也被称为 '汇编表'，因为在PreScan中运行实验所必需的信息都被有效地收集在这个Simulink汇编表中。用户在这个编译表中可以找到的元素包括在GUI中选择的Simulink模型，如动力学模型，使用GUI定义的轨迹信息，以及到PreScan标准传感器模型和PreScan仿真引擎的端口。