CarSimの機能向上によるリアルタイムシミュレーションの効率化

2021.06.17

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CarSimの特徴の一つに計算速度が早いことがあります。この計算速度の速さは通常のシミュレーションを効率的に進めるだけでなく、リアルタイムシミュレーションにおいても効果を発揮します。

リアルタイムシミュレーションとは、実際の時間と同じタイミングでシミュレーションを実行し、実機のステアリングやエンジン等のシミュレーションや検証を行うことを言います。現実の時間に合わせて動かすことを求められる関係上、ハードウェアには性能と正確な時間同期が取れる機能が求められます。そしてソフトウェアには規定時間内に計算が確実に終了する速度と安定性が求められます。具体的にはリアルタイムシミュレーションは概ね1ステップの計算を1ms以内で完了することが求められます。

CarSim は以前からその1ステップにかかる計算時間の改善に取り組んでおり、機能や計算精度を高めつつ、計算速度もより向上しています。

CarSim計算速度図1:HILSマシンとしてSCALEXIOにてCarSimの計算速度を検証(当社比)

古いバージョンでは150μs~200μsの動作実績であった計算速度は、最近のバージョンでは100μsで動かすことができます(最も基本的な設定の場合)。ハードウェア性能の向上とともに、ソフトウェアの機能、精度、速度の向上により、従来の約1/2の速度での実行を実現しています。

また、センサーなど強い計算負荷がかかる設定に対しても改善が行われています。最近のバージョンではアルゴリズムの改善に伴うGUIのリニューアルによって、従来計算できなかった設定についても問題なく計算ができるようになっています。

動作実績

dSPACE SCALEXIO

10センサー99オブジェクトでもリアルタイムで動作していることが確認できます。
動画はこちら

 

CarSimの計算時間が速くなるということは、それだけ1ステップにかかる負荷が小さくなり余裕が生まれることになります。実際にシミュレーションを運用する際にはCarSimだけでなく、ユーザー独自のモデルや他社のツールと組み合わせて利用されるため、CarSimの負荷が小さくなるということはより多くのモデルやツールと組み合わせることが可能になるということです。

CarSim計算
1ms内の計算制限がある中、CarSimは100μs、10%程度の負荷で収まる。
つまり、残りの90%をモデルや他社ツールの使用に割り当てることが可能。

車両運動の計算はより複雑で高度になり、シミュレーション全体では車両運動以外の計算も行えることが求められています。そして開発したモデルや試作品は、いずれリアルタイムで検証を行う必要があります。

厳しい計算時間への要求に応えられる新バージョンのCarSimを導入、もしくは以前のものからバージョンアップすることによってより多くの選択が可能になります。


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