fastest lap

最快的大街??

最快的圈是車輛動力學模擬器。它可以用來了解車輛動態，了解駕駛技術，設計汽車原型或只是為了娛樂！

可以做什麼

• 數值GG圖：給定車輛和速度以計算其軸圖。 GG圖是車輛設計和參數探索的有用技術。

  這是作為優化問題解決的：對於給定的側向加速度，找到最小/最大可行的縱向加速度。

• 最佳的調理模擬：給定車輛和電路，以計算最小化的最佳控制。

  使用一階置式方法（梯形規則）解決此問題，併計劃盡快實施高階方法。使用IPOPT解決NLP，並提高CPPAD（CPPAD）（在大約1分鐘內可以用500點獲得CATALUNYA圍繞的圈速）。

  這不是準穩態模擬。該模型像沒有穩態假設的動態方程一樣求解完全瞬態狀態。

Ferrari-2022-Australia.mp4

方法

該軟件的核心是C ++庫，可以通過Python API使用。尚不可用的完整文檔，但可以在示例/python中找到一些示例。最快的圈非常有效，能夠在不到1分鐘的時間內計算完整的最佳圈。

動態模型

該代碼實現了兩個汽車型號：

• 3DOF汽車模型（縱向，側向和偏航），目前用於F1模擬。使用的默認參數可以在./database/limebeer-2014-f1.xml中找到
• 一個6DOF的汽車模型（縱向，側面，側面，偏航，音高和滾動），目前用於卡丁車模擬。可以在./database/roberto-lot-2016-kart.xml中找到所使用的默認參數

電路

電路是根據由Google Earth創建的路徑建模的，例如，此存儲庫中包含Catalunya的正確軌道極限（數據庫/google_earth/catalunya_right.kml）。然後，用本文包含的工具對電路進行預處理，以提取參考線，其曲率以及與左/右軌道極限（數據庫/catalunya_discrete.xml）的距離。

依賴性

最快的圈使用幾個開源庫：

• IPOPT：內部點優化器，是用於大規模非線性優化的開源軟件包。在此項目中使用，以獲取作為NLP（非線性編程問題）寫入最佳延時問題的解決方案。
• CPPAD：C ++算法分化。與IPOPT一起分佈，用於計算分析衍生物。
• tinyxml2：tinyxml-2是一個簡單，小，高效的，C ++ XML解析器，用於讀取XML文件（例如，型號參數，軌道，...）
• logger-cpp：C ++中的簡單記錄器，以處理打印級別以及其他有趣的附加組件
• 獅子-CPP：優化和數字的LightWeigh接口，上述所有庫的C ++軟件包管理器，以及其他數值方法，例如機械幀，矢量代數和Runge-Kutta方案

安裝

Windows 10

每個版本都可以下載預編譯的二進製文件。

• v0.1
• v0.2
• v0.3
• v0.4
• v0.5

下載並解壓縮。拉鍊文件夾的內容是：

• 垃圾箱：動態庫。最快的C ++核心在那裡。如果從MATLAB使用最快的單元，請點loadlibrary()到此目錄。
• 包括：fastestlapc.h和fastest_lap.py。要使用Python腳本，請確保此文件夾在PYTHONPATH上
• 示例：Python筆記本示例。
• 數據庫：汽車和跟踪數據

Mac和Linux

該項目使用CMAKE構建源代碼並生產二進製文件。

編譯CMAKE項目的規範步驟是：（假設$FASTESTLAP是源代碼的頂級。）

1. 創建一個構建文件夾。

 mkdir ${FASTESTLAP}/build

2. 從構建文件夾中，運行cmake

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

可用於CMAKE的選項是：

 -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

在此階段，CMAKE將下載並安裝所有第三方依賴關係。

3. 編譯

 make

4. 測試（可選但建議）

 ctest --verbose

5. 安裝（可選）

 make install

Linux

提供了Docker構建環境，可用於編譯共享庫並生成Python綁定。

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

文件

閱讀最新的最快的在線文檔

參考

[1] Tremlett，AJ和DJN Limebeer。 “一級方程式賽車的最佳輪胎使用情況。”車輛系統動力學54.10（2016）：1448-1473。
[2] Lot，Roberto和Nicola Dal Bianco。 “賽車卡丁車的單圈時間優化。”車輛系統動力學54.2（2016）：210-230。
[3] Dal Bianco，Nicola，Roberto Lot和Marco Gadola。 “ GP2賽車的最低時間最佳控制模擬。”機械工程師學會論文集，第D部分：汽車工程雜誌232.9（2018）：1180-1195。
[4] Lot，Roberto和Matteo Massaro。 “道路車輛多體模型的象徵性方法。”國際應用機械雜誌9.05（2017）：1750068。
[5] Kelly，Daniel P.和Robin S. Sharp。 “賽車的時間最佳控制：一種模擬理想驅動程序的數值方法。”車輛系統動力學48.12（2010）：1461-1474。
[6] Piccinini，Mattia。 “在處理範圍內對自動駕駛車輛的路徑規劃和控制”
[7] Casanova，D。
[8] Perantoni，G。等。 “具有可變參數的一級方程式汽車的最佳控制”