作者：HemanthKolera,MSCSoftware

Tushar Bhanage, VIRES Simulations technologie GmbH

and KATECH Korea

自動(dòng)駕駛汽車及其相關(guān)技術(shù)正成為當(dāng)今社會(huì)的重要組成部分。在設(shè)想功能齊全且安全的自動(dòng)駕駛汽車之前，各公司都正在開發(fā)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS) 功能，這些功能不僅可以確保車輛乘員的安全，還可以幫助駕駛員安全地通過(guò)復(fù)雜的道路網(wǎng)絡(luò)。據(jù)估計(jì)，到 2025 年，ADAS 市場(chǎng)將達(dá)到 6.599 億美元。（數(shù)據(jù)來(lái)源：Frost and Sullivan）

汽車OEM和其他主要參與者正準(zhǔn)備積極加大對(duì) ADAS 和自動(dòng)駕駛汽車研發(fā)的投資。

自動(dòng)駕駛汽車的樣機(jī)開發(fā)和測(cè)試是一項(xiàng)重大的行業(yè)挑戰(zhàn)。由于關(guān)鍵場(chǎng)景的數(shù)量巨大，物理測(cè)試很復(fù)雜，且不能保證完整的測(cè)試覆蓋率，因此需要基于仿真的測(cè)試方法，而且，更加復(fù)雜的 ADAS 功能必須在整個(gè)車輛系統(tǒng)中使用適當(dāng)保真度的工具進(jìn)行分析和驗(yàn)證。

雖然仿真環(huán)境至關(guān)重要，但車輛模型的保真度還應(yīng)保證準(zhǔn)確和真實(shí)的效果。同樣適用于模擬多自由度的情景以正確描述車輛運(yùn)行狀況。

韓國(guó)汽車技術(shù)研究所(KATECH) 成立于 1990 年，旨在支持國(guó)家汽車工業(yè)并確保其可持續(xù)發(fā)展。該研究所積極參與的研發(fā)領(lǐng)域包括汽車、ADAS和自動(dòng)駕駛汽車（AV），是這些領(lǐng)域的先驅(qū)者。這些領(lǐng)域的解決方案通常由復(fù)雜的工具鏈組成。連接來(lái)自多個(gè)不同提供商的解決方案既困難又耗時(shí)。雖然理想的自動(dòng)駕駛解決方案由物理和虛擬/仿真技術(shù)組成，但由于各種時(shí)間限制，KATECH 被迫依靠仿真和模擬器來(lái)測(cè)試自動(dòng)駕駛解決方案。

為了說(shuō)明確保決定性結(jié)果的復(fù)雜工具鏈所具有的挑戰(zhàn)，KATECH 選擇了 Adams 和 VTD 集成。Adams 是多體動(dòng)力學(xué)仿真領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。它是車輛動(dòng)力學(xué)建模的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。Adams Car 是 Adams 汽車行業(yè)的垂直解決方案，允許用戶使用預(yù)建模板創(chuàng)建完整的車輛虛擬樣機(jī)。用戶可以通過(guò)多個(gè)開環(huán)和閉環(huán)車輛事件和場(chǎng)景來(lái)運(yùn)行這些樣機(jī)。使用這種方法，工程師可以虛擬地執(zhí)行他們通常在測(cè)試實(shí)驗(yàn)室或測(cè)試軌道上運(yùn)行的相同測(cè)試。所有這一切都在很短的時(shí)間內(nèi)完成，并且不需要物理樣機(jī)。使用標(biāo)準(zhǔn)工具獨(dú)立接口（例如 FMI），Adams 可以與其他工具（例如 VTD）連接，從而為自動(dòng)駕駛應(yīng)用提供解決方案。由于 Adams 模型具有固有的高保真度，它允許用戶放大他們想要研究的車輛動(dòng)力學(xué)的任何地方。與自由度有限的低保真方法相比，采用高保真模型允許用戶捕獲更廣泛的頻率響應(yīng)。

Adams 中的高保真建模方法提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，使得從設(shè)計(jì)到驗(yàn)證的所有開發(fā)階段都使用相同的車輛模型。

為了解決實(shí)時(shí)仿真問(wèn)題，虛擬實(shí)驗(yàn)駕駛 (VTD) 可以創(chuàng)建類似于現(xiàn)實(shí)世界的虛擬環(huán)境。KATECH 能夠仿真復(fù)雜的城市情況，包括具有確定性行為的行人、按比例縮放的車輛模型、天氣變化、一天中的時(shí)間、能見度、降水和車輛動(dòng)力學(xué)。具有光線追蹤基于物理的 LiDAR 傳感器提供了從高分辨率到低分辨率圖像的可擴(kuò)展解決方案，具體取決于您要為被測(cè)系統(tǒng)模擬的光線數(shù)量。具有光線追蹤基于物理的 RADAR 傳感器有助于確定模擬世界中的假陽(yáng)性偽影。VTD 支持 OpenDRIVE、OpenCRG 和 OpenSCENARIO 等開放標(biāo)準(zhǔn)，以創(chuàng)建道路網(wǎng)絡(luò)并管理這些模擬道路網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)特征。這些開放標(biāo)準(zhǔn)提供了完全的靈活性來(lái)集成第3方工具，這些工具是KATECH所需要的。


圖 1: 在 KATECH 使用Adams-VTD 集成進(jìn)行模擬器設(shè)置


圖2: 用于車輛動(dòng)力學(xué)分析的 Adams Car


圖3: 用于仿真的Virtual Test Drive(VTD)

Adams 和 VTD 分別為汽車行業(yè)提供了顯著地優(yōu)勢(shì)。一方面，Adams 有助于解決與車輛動(dòng)力學(xué)相關(guān)的復(fù)雜挑戰(zhàn)，而另一方面， VTD 有助于驗(yàn)證和確認(rèn)基于標(biāo)準(zhǔn)化文件格式的場(chǎng)景，從而提供更多自主權(quán)。被測(cè)系統(tǒng)的虛擬驗(yàn)證正在迅速增加，因此需要穩(wěn)定的解決方案。Adams – VTD 的聯(lián)合仿真功能可以實(shí)現(xiàn)具有穩(wěn)定性和確定性結(jié)果的實(shí)時(shí)仿真，即使仿真的保真度因多個(gè)車輛動(dòng)力學(xué)模型或不同場(chǎng)景而有所不同。

Adams – VTD 集成是分析 ADAS 功能和自動(dòng)駕駛汽車的開始階段。海克斯康提供從早期軟件開發(fā)到在實(shí)際道路上驗(yàn)證樣機(jī)車輛的多種解決方案。這包括使用通過(guò)Content Programme提供的徠卡測(cè)量系統(tǒng)的道路掃描、來(lái)自NovAtel 的 GNSS 傳感器的驗(yàn)證以及來(lái)自 AutonomouStuff 的車輛樣機(jī)驗(yàn)證。?？怂箍档耐暾鉀Q方案提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，可以減少對(duì)第三方工具的依賴，從而實(shí)現(xiàn)完整解決方案的內(nèi)部測(cè)試并作為單一采購(gòu)技術(shù)供應(yīng)商。