虛擬車輛是車輛產品開發生命周期的虛擬化，通常需要進行車輛行為的系統級仿真。虛擬車輛仿真使汽車工程師能夠快速深入了解真實世界的行為，在不同場景下執行虛擬測試，并驗證嵌入式軟件的功能。以這種方式進行前置開發有助于加快變體評估，安全地研究邊緣情形，并提高產品質量。 要開發虛擬車輛，您需要經過以下五個步驟：

創建車輛模型

集成嵌入式軟件

定義測試場景

仿真和分析

部署仿真

“對于在整個開發周期中持續評估需求、模型和軟件來說，虛擬車輛仿真至關重要。”

——Robert ter Waarbeek，福特公司技術專家

創建車輛模型您可以調節預置的參考應用以匹配您的車輛設計。這些參數化模型涵蓋動力總成和車輛動力學，可以應用于車輛能量優化、燃油經濟性分析、熱分析和部件選型。您可以使用電氣、機械、流體、熱和多體庫中的組件進一步自定義這些模型。 對于自動駕駛應用，您可以結合使用各種詳細的傳感器模型，例如相機、激光雷達、雷達和超聲波傳感器。 Simulink 是開放的集成平臺，擁有超過 100 個連接合作伙伴，它們均為 Simulink 提供專用的集成接口。您可以利用 Simulink 內置的功能樣機接口 (FMI) 支持功能來集成自定義 FMU。

集成嵌入式軟件引入您自己的控制算法，或使用預置的組件和監督控制器，以快速評估整車的閉環性能。 要測試在 Simulink 和 Stateflow 中建模的控制器，您可以從模型在環 (MIL) 仿真開始。您可以很直接地將這些組件與虛擬車輛模型連接起來，用于在前期設計階段有效地評估算法。 在開發后期，您可以使用產品級 C/C++ 代碼進行軟件在環 (SIL) 仿真。您可以通過 Simulink 內置的 C/C++ 接口調用或編譯 C 代碼，并分析導入代碼的代碼覆蓋率。

定義測試場景使用真實的參數化場景和駕駛場景進行仿真是虛擬開發過程中至關重要的一部分，對于自動駕駛而言尤其如此：要實現規定的數十億英里試駕以確保其安全性，這是唯一現實可行的方法。借助 MATLAB、Simulink 和多種附加產品，您可以交互式創建復雜的三維路網和標記，或者通過導入高清地圖數據生成路網區域，然后添加交通參與者和軌跡。為了對相機、雷達和激光雷達傳感器進行仿真，您可以利用在 Unreal 環境中運行的傳感器模型與 Simulink 協同仿真。 對于電氣化動力總成系統開發或其他傳統車輛應用，可使用一套預定義的駕駛操作或標準的行駛工況數據來幫助您快速評估車輛的性能。您可以輕松對其加以修改，也可以根據 MATLAB 中記錄的車隊測試數據合成自定義行駛工況。

仿真和分析基于模型的設計支持您在建模時檢測和更正系統設計缺陷。您可以向前和向后步進仿真，以深入了解車輛設計并理解其意外行為。 當整車模型的仿真與預期一致時，優化性能并運行大量仿真研究，以探查設計空間或驗證整個系統行為。您可以將作業分發到本地多核、GPU、集群或云中進行并行執行，從而方便地擴展您的仿真。 得到仿真結果后，您可以使用內置的可視化工具和靈活的 MATLAB 數據可視化功能查看結果。此外，您可以根據您所在組織的標準自動生成仿真報告。

部署仿真仿真的受益者并不僅僅是建模專家；您可以讓更多團隊從中獲益。使用 App 設計工具，您可以創建自定義 App，并將其打包為 MATLAB App、獨立桌面 App 或 Web App 進行分發。 如果要將您的虛擬車輛仿真與真實世界的車隊測試數據相集成，您還可以選擇將仿真部署到云，利用其中存儲的海量數據。 要驗證硬件/軟件集成，您可以使用 MathWorks 的代碼生成產品部署整車模型以進行硬件在環 (HIL) 測試。

審核編輯 ：李倩