Software assembly and open standards for driving simulation

Abstract

Driving simulation systems involve a combination of different computation codes. Although some of these modules are application-specific, their majority is reusable and state-of-the-art implementations are readily available in the open source community. This study investigates whether these open source libraries can combine to build a driving simulation application with reasonable performance. To this end, a component-oriented architecture is proposed, in which modules encapsulate relevant libraries behind a standard interface and exchange simulation data through a message passing interface. By integrating a render engine, a physics library and a simple vehicle dynamics model, we were able to rapidly build a functional minimal simulation application supporting distributed execution over a cluster of computers. As this architecture allows the transparent modification of module code and simplifies the addition of new modules, this kernel represents the foundations of an extensible and reconfigurable open source system dedicated to driving simulation. Details on this kernel application and ongoing development of this platform can found at http://open-s.sourceforge.net.

Les logiciels de simulation de conduite reposent sur une combinaison de différents codes de calculs. Bien qu’une partie de ces modules soit extrêmement dépendante d’un usage particulier, leur majorité est réutilisable et certaines implémentations de pointe sont disponibles dans la communauté du logiciel libre. Cette étude vise à déterminer s’il est possible de combiner ces bibliothèques libres afin de construire une application de simulation de conduite atteignant de raisonnables performances. A cette fin, nous proposons une architecture orientée composant, selon laquelle ces bibliothèques sont encapsulées dans des modules s’échangeant des données relatives à la simulation au travers d’une interface d’échange de messages. En intégrant à cette architecture un moteur graphique, une bibliothèque de simulation de physique et un simple modèle de dynamique de véhicule, nous avons pu rapidement mettre en place une application de simulation minimale, pouvant s’exécuter de manière distribuée sur un cluster d’ordinateurs. Cette architecture permettant de modifier le code d’un module de manière transparente et simplifiant l’ajout de nouveaux modules, ce noyau constitue la base d’un logiciel libre extensible et polymorphique dédié à la simulation de conduite dont les détails peuvent être consultés sur le site : http://open-s.sourceforge.net.