简介面向AEB系统学习者的PrescanMATLAB联合仿真资源适合初步接触自动驾驶辅助功能、希望从仿真层面理解自动紧急制动原理的初学者。资源围绕自动紧急制动系统展开包含Prescan场景搭建教学视频与MATLAB控制逻辑搭建演示覆盖环境感知、目标检测、距离计算、制动决策等关键环节配套可运行的AEB模型文件便于逐步拆解和二次修改帮助用户完整梳理系统工作流程。压缩包共287个文件以mat数据文件、l脚本/配置文件、txt说明文档为主同时包含xml、bin、slx等模型与资源文件以及视频入口说明和多类场景数据整体大小5.81MB。目前已有1490人学习下载。通过视频讲解与配套模型实操结合学习者能够掌握AEB算法的实现思路、Prescan场景构建与传感器配置方法、MATLAB/Simulink模型搭建与仿真测试技巧为后续自动驾驶领域的研究或开发打下坚实基础。1. 基于Prescan和Matlab的AEB视频和配套模型先想清楚要交付什么做AEB仿真最容易出现的误解是以为把Prescan动画窗口录成一段视频就算交付。真正拿得出手的AEB仿真视频一定带着一套能逐帧复现的配套模型Prescan里摆好的道路、目标车、传感器参数Matlab/Simulink里跑的TTC计算和制动决策逻辑两者缺一个这段视频都只是没有工程价值的动画。“基于Prescan和Matlab的AEB视频和配套模型”这句话本质上是在描述一条完整的仿真交付链场景可编辑、算法可回放、画面可输出。本文按我平时搭这类项目的顺序来写先解决版本和环境再讲AEB场景与传感器参数接着写Simulink里的控制逻辑最后落在视频导出和文件归档上。适合刚接手Prescan的测试工程师也适合要把仿真结果做成评审材料的算法工程师。2. 搭建Prescan与Matlab联合仿真环境版本匹配与最小链路验证2.1 Prescan与Matlab版本匹配怎么选Prescan导出到Matlab/Simulink本质是把场景解释成S-Function和总线信号再由MATLAB编译器生成可执行文件。所以第一道坎不是模型搭得好不好而是Prescan安装包里的mex工具链认不认你电脑上的MATLAB版本。常见做法是看Prescan里“Simulation”菜单下的导出选项它能识别并列出可用的MATLAB版本如果列表里没有你的版本直接导出大概率会在Build阶段报“编译器找不到”一类的错误。我惯用的组合是Prescan 8.5搭配MATLAB R2020b以及Simcenter Prescan 2302搭配MATLAB R2023b。前者稳定适合跑批量工况后者渲染效果好适合出视频。不要看到新版本就追MATLAB编译器从msvc140换到msvc143之后Prescan的mex工程没跟上就会编译失败。先确认Prescan这边支持的MATLAB上限再决定要不要升级。Prescan版本线我常用的MATLAB组合联调前重点检查项Prescan 8.5MATLAB R2020b导出SLX时是否生成额外的.sldd文件Prescan 2021/2022MATLAB R2021b/R2022b传感器总线信号名是否与模型一致Simcenter Prescan 2302MATLAB R2023bOSG渲染窗口与Simulink能否同时运行2.2 用MATLAB脚本把Prescan挂到工作区装好Prescan之后MATLAB不一定能直接找到Prescan的模块库和回调脚本。新版本安装程序会自动注册路径但老版本或重装过MATLAB的环境里需要手动指认Prescan安装根目录。% 手动配置Prescan环境以2302为例路径按实际安装目录改 prescanRoot C:\Program Files\Simcenter\Prescan\2302; addpath(genpath(fullfile(prescanRoot, matlab))); savepath; % 保存路径避免下次启动重新配 % 打开配套的Simulink模型 open_system(AEB_Demo.slx);这段代码的作用是把Prescan提供的MATLAB脚本、模块和回调函数加入当前搜索路径。genpath会递归加载子目录启动会慢一点但能避免漏掉某些工具箱savepath把路径固化到用户目录下次启动MATLAB不用重复执行。如果提示找不到open_system里的模型先确认当前工作目录cd到了模型所在文件夹。2.3 最小模型跑通的三步验证环境配好之后别急着堆场景先用最小模型验证链路通不通。三条命令一步是一步在Prescan里建一条200米直道放一辆自车和一辆目标车两车相对静止。菜单里执行“Export to Simulink”生成模型文件。在Simulink里直接点Run打开Prescan Animation窗口观察两车位置是否随时间变化。我在这个阶段一定会做一张检查表防止后面跑复杂场景时分不清是环境问题还是算法问题。检查点预期现象不通过的常见原因SLX编译无mex错误未报缺少编译器MATLAB版本高于Prescan支持范围传感器输出Scope里有距离和速度信号传感器帧率设置过低或未勾选ObjectData动画窗口画面流畅无撕裂和停顿显卡渲染模式与OSG版本不兼容卡住时优先看MATLAB命令窗口里第一条红色错误90%是版本兼容问题而不是模型问题。环境这一关过了后面写算法才有意义。3. 搭建AEB场景与传感器参数视频说服力的关键在场景细节3.1 场景工况决定视频有没有说服力AEB测试里最常被复现的工况是直道前车静止欧美法规测评也基本从这条工况开始。做视频时我会把自车初速设为50km/h目标车静止在自车前方200米处两车在同一车道中心线上这样视频画面里没有多余干扰评审能一眼看懂测试条件。场景不是越复杂越好。弯道、雨雾、行人混行这些工况适合算法验证阶段不适合第一条视频。先跑通一条直道晴天静止目标再逐步切到目标车减速、目标车匀速、前车切换车道等场景。Prescan里给目标车设置运动轨迹时注意初始距离40到60米比较合适太远视频前几分钟都看不到制动动作太近TTC阈值还没触发就已经撞上逻辑上不成立。3.2 传感器参数设置别照抄默认值Prescan里的传感器是仿真模型不是真实硬件但参数标定直接决定Simulink拿到的信号质量。AEB通常用前向毫米波雷达加单目摄像头我一般把两个传感器都放在自车坐标系下雷达放前保险杠中央摄像头放前挡风玻璃上沿附近。位置偏移会影响目标距离的静态误差仿真里虽然不会漂移但放错位置导出视频后感知结果在可视化窗口里会显示目标框和车辆实际轮廓错位。参数摄像头典型值毫米波雷达典型值对AEB的影响水平FOV45°~60°主瓣±10°FOV太小弯道目标提前丢失分辨率1280×720距离分辨率0.5m分辨率影响视频画质和距离精度帧率20~30Hz20~50Hz帧率低会让TTC更新迟缓最小探测距离0.3m0.5m近距离目标截断影响低速AEB输出信号GroundTruth/ObjectDataObjectList输出类型决定Simulink接口摄像头帧率直接决定视频流畅度20Hz以下会有明显卡顿感雷达帧率影响控制器的更新节奏。Prescan仿真时帧率调高会让仿真时间成倍增加所以我出正式视频用30Hz摄像头做批量参数扫描时降到10Hz等跑完再单独出一版高质量视频。3.3 把传感器数据从场景送进Simulink传感器在Prescan里建好之后数据不会自动出现在Simulink工作区。在Prescan的传感器属性里勾选“Export to Simulink”或者拖到自车传感器组里然后重新导出模型Simulink里才会生成对应的总线信号。信号连接很简单打开导出的SLX找到Prescan模块组里的雷达传感器模块双击打开可以看到输出端口是一条总线常见字段包括distance、relativeSpeed、yawAngle、validState。摄像头如果挂的是GroundTruth输出也能直接给出这些几何量不需要在Simulink里再跑一遍视觉识别。需要单独说一句relativeSpeed的正负号约定不同版本之间有差异。有的是“自车速度减目标速度”有的是“目标速度减自车速度”。接入算法前先在一段已知场景里打印这个值验证方向否则AEB逻辑里所有判断都会反着来视频拍出来就是追尾事故。4. 在Simulink中编写AEB控制算法从TTC计算到分级制动4.1 基于TTC的分级制动逻辑AEB控制器的核心输入是碰撞时间TTCAEB控制器在Prescan和Matlab这套链路里的关键任务是把传感器数据转换成一个明确的制动请求。常见做法是先算TTC再按阈值分级输出减速度而不是直接做一个连续的比例控制。三级逻辑足够覆盖大多数场景预警不制动、部分制动、全力制动。参数选择参考行业里的常见范围预警阈值在1.6秒附近部分制动阈值在0.9秒全力制动阈值在0.45秒左右。阈值设太小制动介入太晚设太大正常跟车时就会频繁触发视频里看起来像是后车故意往前车拱一下。低速情况下要加锁止条件自车速度低于5km/h时AEB不介入否则停车入库时雷达扫到墙也会突然刹停。4.2 用MATLAB Function写AEB控制器在Simulink里新建一个MATLAB Function模块把下面的逻辑复制进去。function [decel, level] aeb_controller(distance, v_rel, v_ego) % AEB三级制动控制逻辑 % distance: 自车与目标车距离(m) % v_rel: 相对速度(m/s), 目标接近自车时为正 % v_ego: 自车速度(m/s) % decel: 请求减速度(m/s^2) % level: 0无动作 1预警 2部分制动 3全力制动 persistent full_brake_on if isempty(full_brake_on) full_brake_on false; end MIN_SPEED 1.5; % 5km/h以下不介入 TTC_WARN 1.6; % 预警阈值 TTC_BRAKE 0.9; % 部分制动阈值 TTC_FULL 0.45; % 全力制动阈值 HYSTERESIS 0.1; % 全力制动的回滞区间 decel 0; level 0; % 低速或目标远离时复位 if v_ego MIN_SPEED || v_rel 0 full_brake_on false; return; end ttc distance / v_rel; if ttc TTC_FULL decel 8.0; level 3; full_brake_on true; elseif full_brake_on % 进入全力制动后TTC回到阈值回滞才退出 if ttc TTC_FULL HYSTERESIS full_brake_on false; else decel 8.0; level 3; end elseif ttc TTC_BRAKE decel 3.0; level 2; elseif ttc TTC_WARN decel 0.5; % 轻微减速触发刹车灯 level 1; else decel 0; level 0; end end这段代码里有几个参数值得专门说明。persistent full_brake_on保存上一帧是否处于全力制动状态目的是加回滞避免TTC在阈值附近抖动时制动力频繁切换视频里出现一顿一顿的效果。HYSTERESIS设成0.1秒现场跑数据后可以调如果发现退出全力制动的时机太晚就把这个值减小。v_rel 0代表目标车正在远离或相对静止不满足碰撞条件。这里的前提是雷达输出的relativeSpeed方向正确我在上一章提过接入前一定要先打印验证。4.3 控制器输出怎么接回车辆模型decel和level两个输出并不是直接连到Prescan车辆模块的油门或刹车端口。Prescan导出的自车运动学模块里通常有一个制动控制入口接受减速度请求或者制动主缸压力请求。如果入口是减速度直接把decel接进去就行如果入口是制动压力需要做一步换算。仿真里我习惯先用线性近似pressure k * decelk在3到6MPa/(m/s²)之间试标定具体值看车型参数。跑一轮仿真看车速曲线若TTC接近阈值时速度没有快速下降就调大k若减速度明显超过请求值就调小。level信号不参与车辆动力学但建议照样引出来接到Scope或数据记录模块。视频后期对照帧号时能直接从level变化点判断算法在哪一帧给了预警、在哪一帧全力制动比对着速度曲线猜介入时机方便得多。5. 导出AEB仿真视频与配套模型归档让视频可追溯5.1 两种常用的视频导出方式第一种是Prescan动画窗口录制。仿真运行中打开Animation窗口用窗口里的录制按钮输出AVI。这个方法操作最简单但我一般不在仿真过程中录而是在仿真结束后用Prescan的Playback模式重放渲染线程不需要同时推动动力学计算画面更稳定不会因为CPU占用波动丢帧。第二种是走Simulink的VideoViewer模块。摄像头传感器的图像输出接到VideoViewer在仿真过程中逐帧显示同时用MATLAB脚本写视频文件。这种方式适合需要保留每帧时间戳的场合做感知模型训练数据集时也用得上。% 用MATLAB VideoWriter记录AEB仿真视频 videoPath .\output\AEB_CCRs_50kph.mp4; v VideoWriter(videoPath, MPEG-4); v.FrameRate 30; % 与摄像头帧率保持一致 open(v); % 在Simulink每个图像帧回调里执行 frame get_param(AEB_Demo/VideoViewer, ImageData); writeVideo(v, frame); % 仿真结束后执行 close(v);帧率设置要和摄像头输出一致否则视频播放速度和实际仿真时间对不上评审时看到的制动节点会和曲线图错位。5.2 配套模型交付清单视频只是“结果”真正能证明结果有效的是配套模型。我交付时至少会带四类文件。文件类型作用缺失时的影响Prescan场景主文件保存道路、目标车轨迹、传感器位置视频里的场景无法重建Simulink模型(SLX)保存AEB控制逻辑和信号连接算法无法复盘和调参传感器配置文件保存摄像头和雷达参数画面帧率与信号内容不一致录制视频及时间戳对应当前版本模型的回放记录无法定位某一帧的触发逻辑交付前我会把模型里的manual switch状态固定下来并多导出一份不带AEB控制的原始场景模型。评审时先放原始场景视频再放带算法的视频两条视频一对比算法介入点就非常直观。最后检查一下模型和视频是否来自同一次改动防止模型改了没重新录制视频导致画面里的制动点和模型逻辑对不上。这里有一个我一直在用的习惯在Simulink模型里加一个aeb_enable常量开关跑对比视频时只改这个开关值其他逻辑保持不变。这样配套模型里始终只有一套代码不会因为反复注释产生版本混乱。本文还有配套的精品资源点击获取