自动驾驶仿真：Carsim、NI和VTD联合仿真课题一

提示：主要介绍使用的是Carsim、Veristand、NI-Veristand 三个软件联合仿真，为了更好的展现内容，这里先讲NI-Veristand和VTD的联合仿真，其实就是传感器模型、驾驶员模型与实时系统之间的交互，这里先脱离动力控制系统做场景及传感器仿真的叙述。

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前言

提示：下图为Casim、Veritand、VTD之间的关系，彼此都在做什么事情：
下图为整个HIL的台架方案：

这里需要特别注意的是动力学软件Carsim不做车辆方向盘控制，因为场景用的VTD的，所以必须由VTD的驾驶员去判断走向，动力学无法判断车辆的方向。

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提示：这里讲的是NI和VTD之间的交互。

一、NI实时系统

硬件：NI-PXle8880-2F18CD99
软件：Veristand2020、Labview2020
责任项细分：

1、制作NI Custom Device对VTD RDB包的收发

NI Custom Device主要通过接收和发送下列的包来与VTD进行联合仿真，NI和VTD之间的通讯是通过TCP方式进行的，协议是VTD定义的RDB格式，下面会讲到；

1）RDB_DRIVER_CTRL_t，PKG ID = 26
此包为VTD的驾驶员模型参数，主要有节气门开度，制动踏板，请求加速度，请求速度，请求方向盘角度等参数，
VTD将这些请求参数给到Carsim，Carsim会响应真实的Postion、Yaw、Roll、Pitch（Carsim的动力学比较专业）等参数用来控制VTD中车辆的运动。相当于VTD只做了控制的请求，Carsim执行VTD的请求。

2）RDB_OBJECT_CFG_t，PKG ID = 9
Carsim会响应真实的Postion、Yaw、Roll、Pitch，则需要通过这个包将这些参数转发到VTD从而控制车辆。

3）RDB_TRIGGER_t， PKG ID = 25
当VTD收到一帧trigger，则渲染一帧画面，这个包是必须要发的。

3、接收并转发VTD发送来的传感器数据包

制作Custom device用于VTD中传感器模型的数据接收：
1）接收由VTD发送过来的传感器数据（上图红色箭头），并通过NI的CAN卡或者以太网卡将数据转发到对应的控制器等需要仿真的节点。

4、使用CAN卡发送报文给对应的控制器：

1）假设收到VTD发送过来的超声波参数，我们在NI-Veristand可以做比例变化，再以报文形式将数据通过CAN卡转发到对应的控制器等需要仿真的节点；

5、使用Veristand的Stimulus Profile Edito功能控制逻辑；

假设你想写一个逻辑，你就可以通过方式给自己的信号进行逻辑运算，非常方便。

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二、如何组包并发送给VTD？

1、组包方式一

VTD的通讯组包方式有两种：
1、一个包一个整包 ，下图是发送了两个整包。整包就是拥有完整包头、起始帧、子包头、子包体、结束帧的结构。

2、多个包一个整包

2、Trigger包的Labview发送方法

1）当VTD收到trigger后会进行画面的渲染，相当于触发命令，循环发送Trigger时间假设为10ms，那VTD的画面就是10ms渲染一帧；

2）我们可以通过结构体，判断这个trigger有多少个字节，bytes=24+16+16+12+16 = 84，trigger包的数据结构严格按照下列结构排序；

4）在NI-Labview中按照自己的方式去组包（实际的交互是通过Veristand的Custom device去完成的，而Custom device是使用Labview生成的，暂不介绍Veristand生成CD的方法，如果有需要可以找我，或者网上找资料），下述写的组包案例，可以参考一下，反正能正常组包就行了，不一定需要按照下面的方法，（先建立TCP连接，再写入字符串）；

以上大家参考一下。

注意:simtime和frameNo值每帧都在变化；
1)frameNo每帧需要＋1，我这里的时间是0.043s加1；
2)simtime = deltatime(0.043) * frameNo;

2、RDB_DRIVER_CTRL_t的拆包

如何拆包，是根据RDB协议去实行的。

3、RDB_SENSOR_OBJECT_t的组包

5、RDB_CONTACT_POINT_t的拆包

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三、如何设置VTD的通讯参数？

1、VTD的配置参数

1）点击左侧红框中的设置按钮，在弹出的界面中先在下拉框中选择PROJECT进行设置；
2）为确保VTD在该台架下正常运行，RDB–composeSingleMessage设为True、Sunc–source选择RDB（即VTD通过RDB接收外部Trigger进行触发）、Sync–frameTimeMs/idleFrameTimeMs 设置为10ms与NI中CD的设置值保持一致，点击保存或另存为；
3）在红框中的下拉框中选择Setup继续配置，其各参数需与Projects中保持一致。

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四、NI如何拆收到VTD的包？

1、拆包代码

1）先建立TCP连接，读取相应MSG包的Datasize,将后面的子包和PKG ID拆成二维数组，随后再通过PKG ID去找到自己的包和内容；
如下图所示，解出PKG ID 和 PKG ID 对应的内容：

2、拆包规则

每个子包的组包规则RDB_ENTRY_HDR_t+RDB_PKG_t，具体的数据结构可以查表，这里不做详细的解说，跟上述拆包规则一样，按照图3的规则；

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五、总结

综上，完成NI与VTD之间的通讯教程，简单的组包和拆包规则，需要有一定的Labview编程基础，另外Custom device的制作也有一点点难度，后续会将Veristand上的操作教程，不懂的大家可以互相交流。