CN111124592A

CN111124592A - 仿真任务执行方法和装置

Info

Publication number: CN111124592A
Application number: CN201811287177.9A
Authority: CN
Inventors: 秦小寒; 董芳芳; 毛继明
Original assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Apollo Intelligent Technology Beijing Co Ltd
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2038-10-31
Also published as: CN111124592B

Abstract

本发明实施例提出一种仿真任务执行方法和装置。该方法包括：获取仿真算法节点的仿真任务，所述仿真任务中包括初始任务参数和执行时间；在所述仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐的情况下，获取针对所述仿真任务的执行结果参数；向所述仿真算法节点发送所述执行结果参数。本发明实施例将仿真软件模型与仿真算法节点的时钟对齐，然后仿真算法节点可以利用仿真软件模型对齐后的执行结果参数进行后续的仿真运算，能够针对不同的仿真软件模型抽象出统一的一致性解决方法，可以将不同的仿真软件模型按照严格的一致性支持接入到不同的仿真算法节点中。

Description

仿真任务执行方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机仿真技术领域，尤其涉及一种仿真任务执行方法和装置。

背景技术

操作***一致性是对于仿真***运行的好坏一项重要的评价指标。一致性指的是在相同实验环境下，多次进行同样的仿真任务，其结果不应出现差别。通常情况下，一个强一致性的仿真***才是高可用的令人信赖的。而融合了商业仿真软件的仿真***的一致性也是衡量这款商业软件融合好坏的重要指标。

发明内容

本发明实施例提供一种仿真任务执行方法和装置，以解决现有技术中的一个或多个技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种仿真任务执行方法，包括：

获取仿真算法节点的仿真任务，所述仿真任务中包括初始任务参数和执行时间；

在所述仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐的情况下，获取针对所述仿真任务的执行结果参数；

向所述仿真算法节点发送所述执行结果参数。

在一种实施方式中，在所述仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐的情况下，获取针对所述仿真任务的执行结果参数，包括：

获取所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的执行能力信息；

根据所述仿真任务中的执行时间、所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的执行能力信息，获取针对所述仿真任务的执行结果参数。

在一种实施方式中，根据所述仿真任务中的执行时间、所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的执行能力信息，获取针对所述仿真任务的执行结果参数，包括：

如果所述仿真任务中的执行时间为M，所述仿真算法节点的执行频率为N1，所述仿真软件模型的执行频率为N2，则根据所述仿真软件模型的第S次的执行结果得到所述仿真任务的执行结果参数；

其中，S＝M/(N2/N1)，其中，M、N1、N2和S大于0。

在一种实施方式中，所述仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐的情况下，获取针对所述仿真任务的执行结果参数，包括：

利用ROS的虚拟时钟，将所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的时钟对齐；

向所述仿真软件模型发送时钟对齐指示，所述时钟对齐指示中包括对齐后的执行时间；

接收所述仿真软件模型按照所述对齐后的执行时间执行所述仿真任务后得到的执行结果参数。

在一种实施方式中，利用ROS的虚拟时钟，将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐，包括：

利用ROS的虚拟时钟计数器，获取接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的执行频率；

计算接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的公倍数；

根据所述公倍数将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐，得到所述对齐后的执行时间。

第二方面，本发明实施例提供了一种仿真任务执行装置，包括：

任务获取模块，用于获取仿真算法节点的仿真任务，所述仿真任务中包括初始任务参数和执行时间；

时钟对齐模块，用于在所述仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐的情况下，获取针对所述仿真任务的执行结果参数；

结果发送模块，用于向所述仿真算法节点发送所述执行结果参数。

在一种实施方式中，所述时钟对齐模块包括：

执行能力获取子模块，用于获取所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的执行能力信息；

执行结果获取子模块，用于根据所述仿真任务中的执行时间、所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的执行能力信息，获取针对所述仿真任务的执行结果参数。

在一种实施方式中，所述执行结果获取子模块还用于如果所述仿真任务中的执行时间为M，所述仿真算法节点的执行频率为N1，所述仿真软件模型的执行频率为N2，则根据所述仿真软件模型的第S次的执行结果得到所述仿真任务的执行结果参数；

其中，S＝M/(N2/N1)，其中，M、N1、N2和S大于0。

在一种实施方式中，所述时钟对齐模块包括：

虚拟时钟子模块，用于利用ROS的虚拟时钟，将所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的时钟对齐；

对齐指示子模块，用于向所述仿真软件模型发送时钟对齐指示，所述时钟对齐指示中包括对齐后的执行时间；

结果接收子模块，用于接收所述仿真软件模型按照所述对齐后的执行时间执行所述仿真任务后得到的执行结果参数。

在一种实施方式中，虚拟时钟子模块还用于利用ROS的虚拟时钟计数器，获取接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的执行频率；计算接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的公倍数；根据所述公倍数将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐，得到所述对齐后的执行时间。

第三方面，本发明实施例提供了一种仿真任务执行装置，所述装置的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

在一个可能的设计中，所述装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持所述装置执行上述仿真任务执行方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述装置还可以包括通信接口，用于与其他设备或通信网络通信。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于存储仿真任务执行装置所用的计算机软件指令，其包括用于执行上述仿真任务执行方法所涉及的程序。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：将仿真软件模型与仿真算法节点的时钟对齐，然后仿真算法节点可以利用仿真软件模型对齐后的执行结果参数进行后续的仿真运算，能够针对不同的仿真软件模型抽象出统一的一致性解决方法，可以将不同的仿真软件模型按照严格的一致性支持接入到不同的仿真算法节点中。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1示出根据本发明实施例的仿真任务执行方法的流程图。

图2示出根据本发明实施例的仿真任务执行方法的流程图。

图3示出根据本发明实施例的仿真任务执行方法的流程图。

图4示出根据本发明实施例的仿真任务执行装置的结构框图。

图5示出根据本发明实施例的仿真任务执行装置的结构框图。

图6示出根据本发明实施例的仿真任务执行装置的结构框图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

图1示出根据本发明实施例的仿真任务执行方法的流程图。如图1所示，该仿真任务执行方法可以包括判定过程，具体可以包括：

步骤S11、获取仿真算法节点的仿真任务，所述仿真任务中包括初始任务参数和执行时间。

步骤S12、在所述仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐的情况下，获取针对所述仿真任务的执行结果参数。

步骤S13、向所述仿真算法节点发送所述执行结果参数。

仿真软件模型包括动力学模型、

仿真软件模型与仿真算法节点的执行能力信息可能不同。执行能力信息可以包括但不限于执行频率、执行时长、执行周期、执行步长等。例如，执行频率可以为每秒执行多少次任务，执行时长可以为执行一次任务花费多少秒，执行周期可以为每间隔多少秒执行一次任务，执行步长可以为在一定时间范围内执行几次。仿真软件模型例如动力学模型可以模拟车辆实际的运行环境，例如，车辆底盘控制器的实际频率一般是100hz，在仿真软件模型中可以模拟车辆底盘控制器的频率，将执行踩油门的任务的频率设置为100hz。

在一种示例中，如果某个仿真软件模型的执行频率与仿真算法节点的执行频率不同。可以先利用执行频率将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐，再确定仿真算法节点采用哪些参数作为执行结果参数。

在本发明实施例中，将所述仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐的方式有多种，示例如下。

示例一：利用执行能力信息将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐。

在该示例中，如图2所示，步骤S12可以包括：

步骤S21、获取所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的执行能力信息。

步骤S22、根据所述仿真任务中的执行时间、所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的执行能力信息，获取针对所述仿真任务的执行结果参数。

在一种实施方式中，以执行能力信息包括执行频率为例，步骤S22包括：

如果所述仿真任务中的执行时间为M，所述仿真算法节点的执行频率为N1，所述仿真软件模型的执行频率为N2，则根据所述仿真软件模型的第S次的执行结果得到所述仿真任务的执行结果参数；其中，S＝M/(N2/N1)，其中，M、N1、N2和S大于0。

例如，仿真任务是期望返回以某个油门值执行踩油门的任务100ms后的速度。其中，油门值属于任务参数，100ms属于执行时间。仿真软件模型的执行频率为100hz，而仿真算法节点的执行频率为10hz。仿真算法节点按照收到的仿真软件模型的第10次的执行结果，继续计算下一个油门值。

再如，仿真任务是期望返回以某个油门值执行踩油门的任务200ms后的速度。仿真软件模型的执行频率为100hz，而仿真算法节点的执行频率为10hz。仿真算法节点按照收到的仿真软件模型的第20次的执行结果，继续计算下一个油门值。

示例二：利用ROS的虚拟时钟将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐。

在该示例中，如图3所示，步骤S12可以包括：

步骤S31、利用ROS(Robot Operating System，机器人操作***)的虚拟时钟，将所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的时钟对齐。ROS是机器人领域广泛被接受的操作***，能够在仿真软件模型与仿真算法节点之间进行消息传递。

步骤S32、向所述仿真软件模型发送时钟对齐指示，所述时钟对齐指示中包括对齐后的执行时间。

步骤S33、接收所述仿真软件模型按照所述对齐后的执行时间执行所述仿真任务后得到的执行结果参数。

在一种实施方式中，步骤S31包括：利用ROS的虚拟时钟计数器，获取接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的执行频率；计算接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的公倍数；根据所述公倍数将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐，得到所述对齐后的执行时间。

例如，仿真任务是期望返回以某个油门值执行踩油门的任务300ms后的速度。仿真软件模型的执行时间为10ms，而仿真算法节点的执行时间为100ms，二者的公倍数为100ms。计算得到对齐后的执行时间为100ms。向仿真软件模型发送的时钟对齐指示中包括对齐后的执行时间100ms。这样，仿真软件模型执行10次后，向ROS返回执行结果参数。ROS向仿真算法节点发送该执行结果参数。仿真算法节点按照收到的执行结果参数，继续计算下一个油门值。

再如，如果有多个(包括一个)仿真软件模型对应多个(包括一个)仿真算法节点的情况。例如有3个仿真软件模型对应2个仿真算法节点，总计为5个仿真模块，它们的运行时间分别为10ms、20ms、30ms、40ms、50ms。计算这5个模块的最小公倍数为600ms，则5个模块分别执行60次、30次、20次、15次、12次之后对齐他们的状态，并进行下一次状态的计算。

此外，由于仿真软件模型、仿真算法节点的执行能力信息可以提前获得，因此如果出现时钟无法对齐的情况，可以适当调整。例如，调整某个仿真算法节点的执行频率，以使得该仿真算法节点能够与某个仿真软件模型的时钟对齐。

一般情况下，解决一致性需要进行任务时钟的对齐。采用本发明实施例，能够针对不同的仿真软件模型抽象出统一的一致性解决方法。

在一种应用示例中，仿真任务执行方法具体包括以下步骤：

1、获取仿真算法节点的仿真任务，仿真任务中包括任务参数和执行时间。

2、获取仿真软件模型的步长、频率、时间等执行能力信息。

3、将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐，参见以下两种方式：

(1)仿真算法节点与仿真软件模型按照约定方式进行时钟对齐，具体约定方法可以参见双方的执行能力。

例如，仿真算法节点通过ROS向仿真软件模型发送当前时刻的油门值(例如油门开度)，期望返回以该油门值执行踩油门的任务100ms后的速度。其中，油门值属于任务参数，100ms属于执行时间。仿真软件模型的执行频率为100hz，而仿真算法节点的执行频率为10hz。仿真算法节点按照收到的仿真软件模型的第10次执行结果例如油门值，继续计算下一个油门值。

(2)利用ROS的虚拟时钟，将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐。

具体而言，利用ROS的虚拟时钟计数器，获取接入ROS的各个模块例如仿真软件模型、仿真算法节点的执行频率。计算这些执行频率的公倍数。根据公倍数将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐。向仿真软件模型发送时钟对齐指示，其中包括对齐后的执行时间。接收仿真软件模型在对齐后的执行时间执行仿真任务后的任务参数。

采用上述过程，可以将不同的仿真软件模型按照严格的一致性支持接入到不同的仿真算法节点中。

图4示出根据本发明实施例的仿真任务执行装置的结构框图。如图4所示，该装置可以包括：

任务获取模块41，用于获取仿真算法节点的仿真任务，所述仿真任务中包括初始任务参数和执行时间；

时钟对齐模块42，用于在所述仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐的情况下，获取针对所述仿真任务的执行结果参数；

结果发送模块43，用于向所述仿真算法节点发送所述执行结果参数。

在一种实施方式中，如图5所示，所述时钟对齐模块42包括：

执行能力获取子模块51，用于获取所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的执行能力信息；

执行结果获取子模块52，用于根据所述仿真任务中的执行时间、所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的执行能力信息，获取针对所述仿真任务的执行结果参数。

在一种实施方式中，所述执行结果获取子模块52还用于如果所述仿真任务中的执行时间为M，所述仿真算法节点的执行频率为N1，所述仿真软件模型的执行频率为N2，则根据所述仿真软件模型的第S次的执行结果得到所述仿真任务的执行结果参数；

其中，S＝M/(N2/N1)，其中，M、N1、N2和S大于0。

在一种实施方式中，所述时钟对齐模块42包括：

虚拟时钟子模块53，用于利用ROS的虚拟时钟，将所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的时钟对齐；

对齐指示子模块54，用于向所述仿真软件模型发送时钟对齐指示，所述时钟对齐指示中包括对齐后的执行时间；

结果接收子模块55，用于接收所述仿真软件模型按照所述对齐后的执行时间执行所述仿真任务后得到的执行结果参数。

在一种实施方式中，虚拟时钟子模块53还用于利用ROS的虚拟时钟计数器，获取接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的执行频率；计算接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的公倍数；根据所述公倍数将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐，得到所述对齐后的执行时间。

本发明实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。

图6示出根据本发明实施例的仿真任务执行装置的结构框图。如图6所示，该装置包括：存储器910和处理器920，存储器910内存储有可在处理器920上运行的计算机程序。所述处理器920执行所述计算机程序时实现上述实施例中的事务提交方法。所述存储器910和处理器920的数量可以为一个或多个。

该装置还包括：

通信接口930，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。

存储器910可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器910、处理器920和通信接口930独立实现，则存储器910、处理器920和通信接口930可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，PeripheralComponent)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended Industry StandardComponent)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果存储器910、处理器920及通信接口930集成在一块芯片上，则存储器910、处理器920及通信接口930可以通过内部接口完成相互间的通信。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中任一所述的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种仿真任务执行方法，其特征在于，包括：

向所述仿真算法节点发送所述执行结果参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐的情况下，获取针对所述仿真任务的执行结果参数，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述仿真任务中的执行时间、所述仿真算法节点与所述仿真软件模型的执行能力信息，获取针对所述仿真任务的执行结果参数，包括：

其中，S＝M/(N2/N1)，其中，M、N1、N2和S大于0。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐的情况下，获取针对所述仿真任务的执行结果参数，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用ROS的虚拟时钟，将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐，包括：

计算接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的公倍数；

6.一种仿真任务执行装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时钟对齐模块包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述执行结果获取子模块还用于如果所述仿真任务中的执行时间为M，所述仿真算法节点的执行频率为N1，所述仿真软件模型的执行频率为N2，则根据所述仿真软件模型的第S次的执行结果得到所述仿真任务的执行结果参数；

其中，S＝M/(N2/N1)，其中，M、N1、N2和S大于0。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时钟对齐模块包括：

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，虚拟时钟子模块还用于利用ROS的虚拟时钟计数器，获取接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的执行频率；计算接入ROS的仿真算法节点和仿真软件模型的公倍数；根据所述公倍数将仿真算法节点与仿真软件模型的时钟对齐，得到所述对齐后的执行时间。

11.一种仿真任务执行装置，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。