功能模型接口FMI（Functional Mock-up Interface）是一個(gè)開(kāi)放且與工具解耦的標(biāo)準(zhǔn)。FMI包含了一個(gè)C-API（接口），一個(gè)用于描述接口的XML文件以及可交換的功能模型單元FMU（Functional Mock-up Unit），通常會(huì)是“zip"文件。FMI實(shí)際上是提供了容器化形式的模型，能夠在不同的目標(biāo)上輕松進(jìn)行重復(fù)使用和部署，實(shí)現(xiàn)在不同的自動(dòng)駕駛仿真工具之間動(dòng)態(tài)交換仿真模型和聯(lián)合仿真。

一、FMI的使用

1、導(dǎo)入和導(dǎo)出工具

通常來(lái)說(shuō)在使用FMI時(shí)會(huì)有包含導(dǎo)入和導(dǎo)出工具。

2、FMU文件結(jié)構(gòu)

FMU作為模型的容器能夠自由的進(jìn)行分發(fā)，通常來(lái)說(shuō)是一個(gè)以".fmu"結(jié)尾的zip文件。

3、FMI 2.0和FMI 3.0

FMI 2.0包括：

帶有事件的常微分方程（ODEs），這些方程描述了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，需要通過(guò)數(shù)值求解器來(lái)進(jìn)行求解；

連續(xù)和離散變量，即FMI的模型中，變量可能是隨時(shí)間變化，也可以是在特定時(shí)間點(diǎn)發(fā)生變化；

時(shí)間概念，或可以理解為更廣泛的獨(dú)立變量，或是自變量，比如可以是一個(gè)角度，從而表述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化。

FMI 3.0增加：

• vECU模型

• 機(jī)器學(xué)習(xí)模型

• AI模型

• 
  

  ......

  
  

二、FMI 3.0.1中的聯(lián)合仿真

1、多個(gè)仿真程序耦合

聯(lián)合仿真時(shí)將多個(gè)仿真程序耦合在一起，最終實(shí)現(xiàn)由多個(gè)子系統(tǒng)組成整理自動(dòng)駕駛HiL系統(tǒng)的行為。

2、子系統(tǒng)耦合

子系統(tǒng)之間是互相耦合的，也就是每個(gè)子系統(tǒng)的行為依賴(lài)于其他子系統(tǒng)的行為，所以聯(lián)合仿真必須是以逐步計(jì)算的方式進(jìn)行。

3、示例

每個(gè)仿真程序負(fù)責(zé)計(jì)算一個(gè)子系統(tǒng)的行為，比如在自動(dòng)駕駛HiL系統(tǒng)中，aiSim負(fù)責(zé)場(chǎng)景和傳感器仿真，CarSim負(fù)責(zé)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)，兩個(gè)仿真程序互相使用對(duì)方產(chǎn)生的輸出來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

CarSim中車(chē)輛動(dòng)力學(xué)更新的頻率時(shí)1kHz，那么需要同步aiSim中場(chǎng)景更新的頻率也為1kHz，而且只有在收到動(dòng)力學(xué)信息后才會(huì)進(jìn)行下一步的仿真。

4、同步和誤差管理

在聯(lián)合仿真的過(guò)程中，可能會(huì)產(chǎn)生附加誤差，需要通過(guò)合適的聯(lián)合仿真算法或是通信模式來(lái)將其限制在可接受的范圍內(nèi)，比如設(shè)置更新步長(zhǎng)等。