이번 글에서는 Simcenter Prescan에서 Amesim FMU 차량 모델을 활용하여 차량 주행 시뮬레이션을 구성하는 방법을 소개합니다.
기존 Demo 파일의 도로와 차량 경로를 새로운 환경에 맞게 수정하고, Prescan GUI에서 설정한 차량 속도가 Amesim FMU 모델에 전달되도록 Simulink의 입력 포트를 변경하는 과정을 다룹니다.
마지막으로 시뮬레이션을 실행하여 차량이 설정한 경로와 속도에 따라 정상적으로 주행하는지 확인합니다.
< Prescan GUI 환경 구성하기>
- Demo 파일 불러오기
먼저 Prescan GUI를 실행한 후, 버전 오류 문제를 해결한 Demo_Amesim3D_FMU의 PEX 파일을 불러옵니다. 해당 Demo 파일에는 Prescan 도로 환경과 Amesim FMU 차량 모델을 연동하기 위한 기본 설정이 포함되어 있습니다.
- 도로환경 구성하기
기존 demo파일에 있는 도로와 멀리 떨어진 곳에 다음과 같이 도로를 만들어 줍니다.
기존 demo파일에 있는 경로를 다음과 같이 지워줍니다.
기존의 도로와 구조물을 다음과 같이 모두 지워 줍니다.
다음과 같이 원하는 도로와 경로를 다음과 같이 만들어 줍니다.
남아있는 차량을 새롭게 만든 도로의 경로로 이동시켜줍니다.
- 차량 속도 설정하기
다음과 같이 차량을 선택하여 속도를 각각 5m/s로 설정하여 줍니다.
- 시뮬레이션 환경 설정하기
차량 주행 상태와 전체 도로 환경을 확인하기 위해 Prescan viwer를 클릭하여 Free Roam View를 활성화 시켜줍니다.
Simulation Scheduler를 클릭하여 Compiation sheet frequency를 200으로 수정합니다.
Parse 기능을 통해 설정이 정상인지 사전 검증한 후 Build 버튼을 클릭하여 시뮬레이션 준비를 완료합니다.
< Simulink 환경 구성하기>
- Simulink 실행하기
Matlab에서 slx파일을 열어준 후 Regenerate를 클릭하여 줍니다.
- Amesim 차량 파라미터 불러오기
새롭게 생성된 Simulink 모델에서 Amesim FMU 차량 모델을 사용하려면 차량 제원을 MATLAB Workspace에 불러와야 합니다. 따라서 matlab명령창에 parameters를 입력하여 줍니다.
- 속도 입력 포트 수정하기
시뮬링크내의 블록을 보면 속도값이 mat파일의 값으로 들어가는 것을 확인 가능합니다.
Mat파일을 열어서 확인하면 다음과 같이 속도값을 확인 가능합니다.
Mat파일의 값을 복사하여 excel에서 열어서 그래프를 그려보면 다음과 같이 기존의 demo파일을 기준으로 속도가 입력되어 있는 것을 확인 가능합니다.
Gui에서 설정한 값으로 속도값을 주기 위하여 mat파일과 연결된 Desired Velocity를 끊고 다음과 같이 Speed블록과 연결시켜줍니다.
<시뮬레이션 실행 및 결과 확인하기>
- Simulink에서 시뮬레이션 실행하기
입력 포트 수정이 완료되면 Simulink 상단의 실행 버튼을 클릭합니다.
- 차량 주행 결과 확인하기
실행 후 Prescan Simulation Viewer의 Free Roam View를 통해 차량이 설정한 경로를 이동하는 것을 확인 가능합니다. 또한 Prescan GUI에서 설정한 5 m/s 속도가 Amesim FMU 차량 모델에 반영되어 차량이 일정한 속도로 주행하는 것을 확인 가능합니다.
< 정리 >
이번 실습에서는 Prescan에서 제공되는 기존 Demo 파일을 활용하여 Amesim FMU 차량 모델을 Prescan 주행 환경에서 사용하는 방법을 살펴보았습니다. 기존 Demo 파일에는 Amesim FMU 차량 모델과 Simulink 연동 구성이 포함되어 있으므로, 차량 모델을 처음부터 새로 구성하지 않고도 도로와 주행 경로를 원하는 환경에 맞게 수정하여 활용할 수 있습니다.
이번 예제에서는 기존 도로와 구조물을 새롭게 구성하고 차량 속도를 5 m/s로 설정했습니다. 또한 기존 MAT 파일의 속도 데이터가 연결되어 있던 Desired Velocity 입력을 Prescan의 Speed 신호와 연결하여, Prescan GUI에서 설정한 속도가 Amesim FMU 차량 모델에 직접 전달되도록 수정했습니다.
마지막으로 Simulink에서 시뮬레이션을 실행하여 Amesim FMU 차량 모델이 설정한 경로와 속도에 따라 정상적으로 주행하는 것을 확인했습니다.
이처럼 기존 Demo 파일을 활용하면 Prescan의 도로 및 주행 시나리오와 Amesim의 차량 동역학 모델을 비교적 간단하게 연동할 수 있습니다. 이후에는 가속과 제동 조건, 도로 경사, 차량 속도 변화 및 주변 차량 등을 추가하여 다양한 차량 주행 시뮬레이션으로 확장할 수 있습니다.
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