fastest lap

最快的大街??

最快的圈是车辆动力学模拟器。它可以用来了解车辆动态，了解驾驶技术，设计汽车原型或只是为了娱乐！

可以做什么

• 数值GG图：给定车辆和速度以计算其轴图。 GG图是车辆设计和参数探索的有用技术。

  这是作为优化问题解决的：对于给定的侧向加速度，找到最小/最大可行的纵向加速度。

• 最佳的调理模拟：给定车辆和电路，以计算最小化的最佳控制。

  使用一阶置式方法（梯形规则）解决此问题，并计划尽快实施高阶方法。使用IPOPT解决NLP，并提高CPPAD（CPPAD）（在大约1分钟内可以用500点获得CATALUNYA围绕的圈速）。

  这不是准稳态模拟。该模型像没有稳态假设的动态方程一样求解完全瞬态状态。

Ferrari-2022-Australia.mp4

方法

该软件的核心是C ++库，可以通过Python API使用。尚不可用的完整文档，但可以在示例/python中找到一些示例。最快的圈非常有效，能够在不到1分钟的时间内计算完整的最佳圈。

动态模型

该代码实现了两个汽车型号：

• 3DOF汽车模型（纵向，侧向和偏航），目前用于F1模拟。使用的默认参数可以在./database/limebeer-2014-f1.xml中找到
• 一个6DOF的汽车模型（纵向，侧面，侧面，偏航，音高和滚动），目前用于卡丁车模拟。可以在./database/roberto-lot-2016-kart.xml中找到所使用的默认参数

电路

电路是根据由Google Earth创建的路径建模的，例如，此存储库中包含Catalunya的正确轨道极限（数据库/google_earth/catalunya_right.kml）。然后，用本文包含的工具对电路进行预处理，以提取参考线，其曲率以及与左/右轨道极限（数据库/catalunya_discrete.xml）的距离。

依赖性

最快的圈使用几个开源库：

• IPOPT：内部点优化器，是用于大规模非线性优化的开源软件包。在此项目中使用，以获取作为NLP（非线性编程问题）写入最佳延时问题的解决方案。
• CPPAD：C ++算法分化。与IPOPT一起分布，用于计算分析衍生物。
• tinyxml2：tinyxml-2是一个简单，小，高效的，C ++ XML解析器，用于读取XML文件（例如，型号参数，轨道，...）
• logger-cpp：C ++中的简单记录器，以处理打印级别以及其他有趣的附加组件
• 狮子-CPP：优化和数字的LightWeigh接口，上述所有库的C ++软件包管理器，以及其他数值方法，例如机械帧，矢量代数和Runge-Kutta方案

安装

Windows 10

每个版本都可以下载预编译的二进制文件。

• v0.1
• v0.2
• v0.3
• v0.4
• v0.5

下载并解压缩。拉链文件夹的内容是：

• 垃圾箱：动态库。最快的C ++核心在那里。如果从MATLAB使用最快的单元，请点loadlibrary()到此目录。
• 包括：fastestlapc.h和fastest_lap.py。要使用Python脚本，请确保此文件夹在PYTHONPATH上
• 示例：Python笔记本示例。
• 数据库：汽车和跟踪数据

Mac和Linux

该项目使用CMAKE构建源代码并生产二进制文件。

编译CMAKE项目的规范步骤是：（假设$FASTESTLAP是源代码的顶级。）

1. 创建一个构建文件夹。

 mkdir ${FASTESTLAP}/build

2. 从构建文件夹中，运行cmake

 cd ${FASTESTLAP}/build && cmake ..

可用于CMAKE的选项是：

 -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug/Release
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/path/to/install/dir
-DCODE_COVERAGE=Yes/No: enables code coverage (if so, use with -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug)
-DBUILD_DOC=Yes/No: builds doxygen documentation

在此阶段，CMAKE将下载并安装所有第三方依赖关系。

3. 编译

 make

4. 测试（可选但建议）

 ctest --verbose

5. 安装（可选）

 make install

Linux

提供了Docker构建环境，可用于编译共享库并生成Python绑定。

sh ./src/scripts/linux/docker_compile.sh

文档

阅读最新的最快的在线文档

参考

[1] Tremlett，AJ和DJN Limebeer。 “一级方程式赛车的最佳轮胎使用情况。”车辆系统动力学54.10（2016）：1448-1473。
[2] Lot，Roberto和Nicola Dal Bianco。 “赛车卡丁车的单圈时间优化。”车辆系统动力学54.2（2016）：210-230。
[3] Dal Bianco，Nicola，Roberto Lot和Marco Gadola。 “ GP2赛车的最低时间最佳控制模拟。”机械工程师学会论文集，第D部分：汽车工程杂志232.9（2018）：1180-1195。
[4] Lot，Roberto和Matteo Massaro。 “道路车辆多体模型的象征性方法。”国际应用机械杂志9.05（2017）：1750068。
[5] Kelly，Daniel P.和Robin S. Sharp。 “赛车的时间最佳控制：一种模拟理想驱动程序的数值方法。”车辆系统动力学48.12（2010）：1461-1474。
[6] Piccinini，Mattia。 “在处理范围内对自动驾驶车辆的路径规划和控制”
[7] Casanova，D。
[8] Perantoni，G。等。 “具有可变参数的一级方程式汽车的最佳控制”