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自動駕駛能實現(xiàn)嗎？西門子給您靠譜的選擇
2020-08-21 23:45:42· 來源：西門子數(shù)字化工業(yè)軟件
十幾年前，自動駕駛還只是科幻電影中的橋段，現(xiàn)如今，無論是傳統(tǒng)汽車廠商還是高科技巨頭，都在爭先恐后地將幻想變成現(xiàn)實。當自動駕駛重新定義我們擁有和使用汽車
十幾年前，自動駕駛還只是科幻電影中的橋段，現(xiàn)如今，無論是傳統(tǒng)汽車廠商還是高科技巨頭，都在爭先恐后地將“幻想”變成“現(xiàn)實”。
當自動駕駛重新定義我們擁有和使用汽車的方式，它同樣也將改變車輛工程的設計開發(fā)。試想一下，如果未來的某一天要讓數(shù)百萬人通過車輛控制系統(tǒng)支配的城市交通出行，那么這種系統(tǒng)的構造方式一定是安全、穩(wěn)定、高可靠的。西門子PLM正在打破這一挑戰(zhàn)。
三大挑戰(zhàn)掣肘自動駕駛車輛開發(fā)
“道路千萬條，安全第一條。”當安全責任從駕駛員轉移到汽車制造商身上，這就意味著自動化駕駛系統(tǒng)必須能夠預防事故發(fā)生，這不僅需要各系統(tǒng)之間、以及與機械、電子和軟件構件之間相互集成，而且軟件和硬件必須同步開發(fā)。
自動駕駛系統(tǒng)的另一個重要變革在于傳感器的配置，車載傳感器類型、數(shù)量和位置的不同組合可以生成車輛周圍環(huán)境的360度全方位圖像。如何確保車輛根據(jù)參數(shù)配置運轉？這就需要進行大量場景測試和驗證，通過性能對比來實現(xiàn)設計探索。
最后，車輛開發(fā)流程中的設計決策和驗證結果必須可追蹤。大批量生產(chǎn)中只有最大程度地利用數(shù)字化數(shù)據(jù)才能不斷改進產(chǎn)品。
數(shù)字化孕育自動駕駛車輛設計重大變革
為了應對種種挑戰(zhàn)，西門子PLM建議采用系統(tǒng)驅動型產(chǎn)品開發(fā)流程進行自動駕駛車輛工程設計，即通過產(chǎn)品及其在SimcenterTM軟件、Teamcenter ®軟件和Mentor解決方案中對應的組件形成數(shù)字化雙胞胎，將數(shù)字化工程環(huán)境嵌入到自動駕駛車輛生命周期（PLM）架構中，使得大規(guī)模設計探索、驗證和確認流程成為可能，這是開發(fā)共享、自動駕駛移動服務的關鍵所在。
具體包括七個要素的建模：
1. 芯片系統(tǒng)
特定的芯片系統(tǒng)往往開發(fā)周期冗長，晶片成本高昂，采用西門子Mentor解決方案，可以將芯片設計探索、未來系統(tǒng)性能的早期驗證與現(xiàn)實計算性能融合起來，還可優(yōu)化芯片和系統(tǒng)的熱和耐久性能。
2. 自動駕駛計算平臺
自動駕駛平臺將環(huán)境因子轉換為系統(tǒng)輸出的電子信號，使汽車遵循預期軌跡。Mentor 開發(fā)的 DRS360 仿真平臺，可以實時融合原始未過濾的雷達數(shù)據(jù)、光探測和測距 (LIDAR)、視線和其他傳感器數(shù)據(jù)，達到 5級自動駕駛車輛無需駕駛員介入即可行車的要求。
3. 嵌入式軟件
軟件是產(chǎn)品開發(fā)過程中的主導因素。Simcenter 嵌入式軟件設計器具有統(tǒng)一、集成的模型驅動型軟件開發(fā)環(huán)境，能夠管理所有高效建模、測試驅動型車載軟件開發(fā)構件，高效、靈活的將客戶需求轉化為市場產(chǎn)品。
4. 算法
各種控制促成了車輛的決策智能。根據(jù)控制器接收的輸入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)需要決定可行駛區(qū)域并選擇到達終點的路線。西門子PLM工程服務團隊具備模型預測控制、機器學習和深度學習相關的經(jīng)驗和技術，能夠為控制算法開發(fā)提供支持。
5. 傳感器與環(huán)境
自動駕駛功能所需的傳感器與日俱增，集中式傳感器融合架構發(fā)展也推動了這一增長。Simcenter 解決方案讓用戶可以根據(jù)各種真實環(huán)境對傳感器進行建模，包括從控制算法開發(fā)的實況傳感器模型支持，到高頻電磁雷達模型，以及基于物理場的攝像頭模型。
6. 車輛與乘員
Simcenter 囊括最高真實級別的車輛行為仿真和乘員建模解決方案，確保整車性能和乘員安全性。
7.系統(tǒng)集成
將上述七種要素融合到一個大型架構中進行設計探索、驗證和確認，是西門子PLM 對于汽車行業(yè)所面臨一系列挑戰(zhàn)所給出的答案。
當自動駕駛重新定義我們擁有和使用汽車的方式，它同樣也將改變車輛工程的設計開發(fā)。試想一下，如果未來的某一天要讓數(shù)百萬人通過車輛控制系統(tǒng)支配的城市交通出行，那么這種系統(tǒng)的構造方式一定是安全、穩(wěn)定、高可靠的。西門子PLM正在打破這一挑戰(zhàn)。
三大挑戰(zhàn)掣肘自動駕駛車輛開發(fā)
“道路千萬條，安全第一條。”當安全責任從駕駛員轉移到汽車制造商身上，這就意味著自動化駕駛系統(tǒng)必須能夠預防事故發(fā)生，這不僅需要各系統(tǒng)之間、以及與機械、電子和軟件構件之間相互集成，而且軟件和硬件必須同步開發(fā)。
自動駕駛系統(tǒng)的另一個重要變革在于傳感器的配置，車載傳感器類型、數(shù)量和位置的不同組合可以生成車輛周圍環(huán)境的360度全方位圖像。如何確保車輛根據(jù)參數(shù)配置運轉？這就需要進行大量場景測試和驗證，通過性能對比來實現(xiàn)設計探索。
最后，車輛開發(fā)流程中的設計決策和驗證結果必須可追蹤。大批量生產(chǎn)中只有最大程度地利用數(shù)字化數(shù)據(jù)才能不斷改進產(chǎn)品。
數(shù)字化孕育自動駕駛車輛設計重大變革
為了應對種種挑戰(zhàn)，西門子PLM建議采用系統(tǒng)驅動型產(chǎn)品開發(fā)流程進行自動駕駛車輛工程設計，即通過產(chǎn)品及其在SimcenterTM軟件、Teamcenter ®軟件和Mentor解決方案中對應的組件形成數(shù)字化雙胞胎，將數(shù)字化工程環(huán)境嵌入到自動駕駛車輛生命周期（PLM）架構中，使得大規(guī)模設計探索、驗證和確認流程成為可能，這是開發(fā)共享、自動駕駛移動服務的關鍵所在。
具體包括七個要素的建模：
1. 芯片系統(tǒng)
特定的芯片系統(tǒng)往往開發(fā)周期冗長，晶片成本高昂，采用西門子Mentor解決方案，可以將芯片設計探索、未來系統(tǒng)性能的早期驗證與現(xiàn)實計算性能融合起來，還可優(yōu)化芯片和系統(tǒng)的熱和耐久性能。
2. 自動駕駛計算平臺
自動駕駛平臺將環(huán)境因子轉換為系統(tǒng)輸出的電子信號，使汽車遵循預期軌跡。Mentor 開發(fā)的 DRS360 仿真平臺，可以實時融合原始未過濾的雷達數(shù)據(jù)、光探測和測距 (LIDAR)、視線和其他傳感器數(shù)據(jù)，達到 5級自動駕駛車輛無需駕駛員介入即可行車的要求。
3. 嵌入式軟件
軟件是產(chǎn)品開發(fā)過程中的主導因素。Simcenter 嵌入式軟件設計器具有統(tǒng)一、集成的模型驅動型軟件開發(fā)環(huán)境，能夠管理所有高效建模、測試驅動型車載軟件開發(fā)構件，高效、靈活的將客戶需求轉化為市場產(chǎn)品。
4. 算法
各種控制促成了車輛的決策智能。根據(jù)控制器接收的輸入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)需要決定可行駛區(qū)域并選擇到達終點的路線。西門子PLM工程服務團隊具備模型預測控制、機器學習和深度學習相關的經(jīng)驗和技術，能夠為控制算法開發(fā)提供支持。
5. 傳感器與環(huán)境
自動駕駛功能所需的傳感器與日俱增，集中式傳感器融合架構發(fā)展也推動了這一增長。Simcenter 解決方案讓用戶可以根據(jù)各種真實環(huán)境對傳感器進行建模，包括從控制算法開發(fā)的實況傳感器模型支持，到高頻電磁雷達模型，以及基于物理場的攝像頭模型。
6. 車輛與乘員
Simcenter 囊括最高真實級別的車輛行為仿真和乘員建模解決方案，確保整車性能和乘員安全性。
7.系統(tǒng)集成
將上述七種要素融合到一個大型架構中進行設計探索、驗證和確認，是西門子PLM 對于汽車行業(yè)所面臨一系列挑戰(zhàn)所給出的答案。
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