[发明专利]一种基于ROS的仿真方法、装置和电子设备

说明书

本发明提供一种基于ROS的仿真方法，包括：获取目标对象的待仿真数据、仿真架构信息，以及仿真架构信息中各模块的消息发送频率；基于仿真架构信息中各模块的消息发送频率以独立发送消息命令的形式确定各模块的仿真推进虚拟时钟；将待仿真数据输入仿真系统中，并基于仿真推进虚拟时钟以及对应的虚拟时钟推进阈值对待仿真数据进行仿真，得出仿真结果；将至少两次仿真结果进行对比，确定分析结果。本发明具有更强的稳定性、兼容性；同时，本发明容易实现、使用操作简易，无需根据具体使用场景，分类使用繁杂的调度器，易实现、适用范围广、开发周期短、所需成本低。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于ROS的仿真方法、装置和电子设备。

背景技术

在基于车路协同的自动驾驶（无人驾驶）系统中，智能车系统由多个功能模块组成，且各功能模块之间存在一定的依赖关系，如预测模块依赖于感知模块的输出；不同模块的触发条件也不相同，如规划模块是依据时钟触发的，而预测模块是依赖于感知模块数据触发的。由依赖关系和触发条件共同形成的功能模块执行顺序就是自动驾驶系统的时序。在理想情况下，每个模块都能在满足触发条件时立刻执行并在预期的时间内完成任务，即只要确保各模块的输出真实性与及时性就可以完全复现实际路测可能遇到的问题，由于仿真时路况较为复杂且考虑到最大化利用计算资源，各功能模块将无法严格按照正确的顺序执行。例如当智能车经过拥堵路段时，感知模块需要处理的数据会明显增多，规划模块也可能因为交通参与者过多导致耗时增加，时序必然与理想情况不符合，故每一次计算环境的轻微变化都有可能导致时序的变化，进而导致仿真结果行为不一致。目前主流的仿真系统内部节点的调度系统主要是基于ROS通信机制，由于ROS底层架构设计适用于机器人系统，对于智能车执行逻辑并非完美适配，故导致了“行为不一致问题”，即无法确定节点的消息处理时间，无法确定消息是否处理完成，无法确定节点运行顺序，无法保证时序一致性。在智能车系统运行中，当出现系统资源的变化，其行为也随之发生变化。例如，当仿真任务在一台机器上运行时，系统产生的结果和这台机器的状态有关，这台机器被独占使用或是和其它任务同时运行，其结果会存在差异。并且，即使不考虑资源利用率，让仿真任务独占机器资源，同一任务运行多次，结果也会有微弱的扰动。在离线环境中此问题更为凸显，由于离线环境追求资源利用率的最大化，意味着计算资源十分紧张。此时，扰动将变得不再轻微，结果也将变得更不可靠，仿真结果也就失去了价值。

因此，现有的基于ROS的仿真方法存在时序不一致的技术问题，需要改进。

发明内容

本发明提供一种基于ROS的仿真方法、装置和电子设备，用以解决现有的基于ROS的仿真方法时序不一致的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种基于ROS的仿真方法，包括：

获取目标对象的待仿真数据、仿真架构信息，以及所述仿真架构信息中各模块的消息发送频率；

基于所述仿真架构信息中各模块的消息发送频率以独立发送消息命令的形式确定所述各模块的仿真推进虚拟时钟；

将所述待仿真数据输入仿真系统中，并基于所述仿真推进虚拟时钟以及对应的虚拟时钟推进阈值对所述待仿真数据进行仿真，得出仿真结果；

将至少两次所述仿真结果进行对比，确定分析结果。

优选的，所述确定所述各模块的仿真推进虚拟时钟包含以下步骤：

确定各模块消息的初始状态；

根据所有模块的消息发送频率确定最小仿真时间单位；

根据所述确定最小仿真时间单位确定虚拟时钟推进指令及虚拟时钟推进规则。

进一步优选的，所述最小仿真时间单位为各模块的消息频率在每个子阶段最大公因数。