安徽大学江淮学院学士学位论文
图3: 随机信号发生器的流程图
2.2.2 子VI与子程序
和其他编程语言一样，在LabVIEW中也存在子程序的概念，在LabVIEW中的子程序被称作子VI。在程序中使用子VI有以下优点：
1.将一些代码封装成为一个子VI(即一个图标)，可以使程序的结构变得更加清晰、明了。
2．将整个程序划分为若干模块，每个模块用一个或者几个子VI实现，易于程序的编写和维护。
3.将一些常用的功能编制成一个子VI，在需要的时候可以直接调用，不用重新编写这部分程序，因而子VI有利于代码复用。
2.2.3 Labview平台的特点
LabVIEW平台的特点可归结为以下几个方面：
1.基于图形化的编程方式，其编程十分简洁方便，是真正的工程师 的语言；
2.提供丰富的数据采集、分析及存储的库函数；
3.提供传统的程序调试手段，如单步执行、设置断点，同时提供设置探针、显示数据流动画等独具特色的调试方法；
7
安徽大学江淮学院学士学位论文
4.继承传统编程语言结构化和模块化的优点，这对于建立复杂应用和代码的可重用性来说是至关重要的；
5.囊括了PCI, GPIB, PXI, VXI, RS232/485, USB等各种仪器通信总线标准的所有功能函数，使不懂总线标准的开发者也能驱动不同总线标准接口设备与仪器；
6.提供大量与外部代码或软件进行链接的机制，诸如DLL(动态链接库)、DDE(共享库)、ActiveX等；
7.具有强大的Internet功能，支持常用的网络协议，方便网络、远程测量仪器的开发。
第三章 智能车虚拟仪器仿真平台基本模块的设计
3. 1 赛道功能模块的建立
仿真系统提供赛道设计赛道功能模块，可以快速地建立起赛道，很好地解决了实际中设计不同赛道的经济性和效率性的问题，赛道设计功能模块就是为所要对智能车比赛的真实赛道建模。用户可以在系统中自行设计不同的赛道，然后保存为文件，在仿真时将其调用即可[8]。
在仿真软件的设计过程中，赛道设计是以简化了的赛道为模型，即在软件的制作过程中，以点的形式存储赛道，两个相关联的点之间的距离定义为分辨率，分辨率是连续赛道的数字量化的量度，赛道的具体体现是认为两个相连的点之间是直线连接的，在分辨率设置很低的情况下，软件设计中限定了最大分辨率为0.5厘米，这样，即使是曲线的赛道也可以近似为直线，不会对仿真精度产生多大的影响[10]。
赛道的生成是以赛道段为单位的，所谓赛道段就是具有同种形状的赛道，比如，只是直线赛道，那就认为为一个赛道段，一个直线末端连一个半径为0.5米的角度为180的弧，则认为为两个赛道段，对于弧线，不同的半径认为是在不同的赛道段上。当然也可以把一个赛道段划分为多个赛道段。赛道段总体上分为两类，直线段和弧线段，直线段信息为端点，弧线段信息为俯视旋转方向、角度和半径信息。
用户首先要根据实际赛道的工程图纸，在不同的赛道段连接点建立起平面直角坐标系下的坐标，然后可以根据图纸，从起点开始依次输入各个赛道段信息，直到终点。这样就可以在仿真环境里建立起一个虚拟赛道
利用了LabVIEW可视化的优势，为用户提供了友好的交互方式,方便了赛道设计，赛道设计界面包括:起始设置、操作和赛道显示三个部分：
8
安徽大学江淮学院学士学位论文
1） 起始设置为设置生成赛道的分辨率，以及赛道的起始坐标点； 2） 操作部分的功能有赛道的生成方式、直线、弧线、撤销、保存赛 道和停止；
3） 赛道的生成方式有两种，分别为创建赛道和调入赛道，选择调入
赛道是从磁盘文件中调入已经保存好的赛道文件，用来查看已有的赛道。选择创建赛道就要求用户自行定制新的赛道[1]。
图 4 是 已完成的Plastid 的赛道设计图，用户可以使用 “ 点 ” 来精确设定赛道曲线的下一点位置，使用 “ 弧 ” 则可以以圆心坐标、角度来绘制想要得到的弧线，更可以直接采用 “ 手绘 ” 用鼠标在屏幕上绘制赛道或从数据文件中导入曲线。其操作界面友好，修改方便，且易于上手和操作。图 4中的赛道即根据韩国汉阳大学 2004 年智能车大赛采用的赛道设计而成
图4:赛道界面图
3. 2智能车功能模块的建立
智能车体也是整个仿真的基本要素之一。该模块是对智能车的基本参数进行设置，在软件环境中建立起智能车的外观模型，这些参数包括车的长度，车的宽度，轮距，轴距，转向参数，对于给定的智能车，这些基本参数是相同且不可改变的，为了使软件更通用，软件也对这些基本参数进行了可写操作，为了在更换了智能车的情况下也可以用它来仿。 下图给出了赛车设计的界面。
9
安徽大学江淮学院学士学位论文
图5：智能车参数设计图
为了仿真方便，我们将赛车简化为一个四轮刚体模型，除了一些基本的尺寸参数之外，在前轮转向系统 ，根据赛车的实际情况，我们用 “ 转向速度 ” 与 “ 最大转向角 ” 两个参数来模拟。对于路径识别系统， Plstid 给予使用者至多 8 个的光感传感器的坐标设定，使用者可以任意地安排传感器的个数和相对于车的排列坐标（将传感器安排成一条直线，或者弧线等方案），从而达到自己想要的识别效果。
图 6 即赛车设计的操作界面，左边为赛车的基本参数，右边为传感器坐标设定、试验赛道 生成以及传感器 值的即时显示（试驾时用）
10
安徽大学江淮学院学士学位论文
图6：智能车设计操作界面
使用者除了可以设定赛车参数外，还可以对所设定好的赛车进行 “ 试驾 ” ，当场检验所设计参数的优劣，并可将赛车信息保存于文件，供仿真时调入使用
3. 3 仿真程序设计
仿真界面是软件的核心部分，它是模拟智能车的真实赛道运行的环境，包括控制台和显示屏两部分。
首先，赛道文件调入程序对赛道数据文件的读取，加载赛道数据到仿真环境，成为智能车仿真运行的基础，然后调入智能车文件程序，程序会根据赛道的起始点自动调整智能车，使其以最佳的姿态停在赛道上[2]。
仿真程序是仿真软件的核心，它主要为模拟传感器检测赛道功节点、控制算法功能节点、智能车运动模型模拟节点和智能车的显示功能节点。仿真程序的设计步骤如图7所示。
11