自動駕駛仿真技術(shù)及應(yīng)用介紹課件

1、自動駕駛仿真技術(shù)及應(yīng)用介紹課件自動駕駛仿真技術(shù)及應(yīng)用介紹課件151VR智能駕駛與交通事業(yè)部（ IVT ）介紹公司智能駕駛與交通事業(yè)部近100人，人才多元：軟件工程， 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，深度學(xué)習(xí)，信息工程，車輛工程，交通工程， 電子工程，測試技術(shù)，建筑工程，藝術(shù)與商務(wù)等中國原創(chuàng) 工業(yè)軟件通過可視化，仿真與預(yù)測技術(shù)， 造更智慧的車建更智慧的路，實(shí)現(xiàn)更安全，更高效，更美好的出行。151VR智能駕駛與交通事業(yè)部（ IVT ）介紹公司智能駕駛自動駕駛仿真市場及前景分析自動駕駛仿真市場及前景分析3自動駕駛仿真技術(shù)近期處于技術(shù)的空白需求期主機(jī)廠采用的短期過渡方法：當(dāng)前過渡，主機(jī)廠是沿著ADAS的仿真線路發(fā)展的，

2、因此采用傳統(tǒng)ADAS軟件的組合做為過渡保證現(xiàn)有產(chǎn)品正常開發(fā)。 例如采用 Pre-Sacn + CarSim + MATLAB/Simulink 或者采用CarMaker + Oktal SCANeR + MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真的 方案。短期投資，主機(jī)廠已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過渡方案存在的諸多問題（問題可參見：創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展的必然需求），因此采取投資初創(chuàng) 公司或者聯(lián)合開發(fā)的策略，輔助公司快速的解決算法軟件研發(fā)的測試環(huán)境問題。例如，豐田汽車投資CARLA與ParallelDomain，大眾奧迪汽車與Cognata聯(lián)合開發(fā)，雷諾汽車與仿真企業(yè)Oktal聯(lián)合建立合資公司AVS。中長期看，必將采用成熟的

3、商業(yè)化仿真平臺（原因請參見：自動駕駛仿真技術(shù)發(fā)展周期的判斷）。初創(chuàng)公司采用的方法：基本上初創(chuàng)公司提供的是技術(shù)驗(yàn)證樣機(jī)，核心關(guān)注算法軟件，因此采用自研方式開發(fā)仿真平臺。但不管是仿真的系統(tǒng) 全面性，還是仿真開發(fā)人員的規(guī)模，都只能適配其自身規(guī)模需求。仿真軟件公司的應(yīng)對策略：當(dāng)前仿真軟件沒有能夠滿足軟件迭代測試、高級傳感器機(jī)理模型仿真和離散交通行為模型的系統(tǒng)仿真需求。因此采用 收購小型初創(chuàng)公司的策略來快速建立新能力。例如ANSYS收購OPTIS, 西門子收購TASS-PreScan, ?？怂箍凳召廙SC收 購VTD。3自動駕駛仿真技術(shù)近期處于技術(shù)的空白需求期主機(jī)廠采用的短期過交通協(xié)調(diào)性*內(nèi)部舒適性*外

4、部協(xié)調(diào)性*全局效率學(xué)習(xí)適應(yīng)性*復(fù)現(xiàn)應(yīng)對能力*泛化遷移能力駕駛自治性*基礎(chǔ)性能*行駛質(zhì)量*單車安全測試需要考慮多維性：自治能力、學(xué)習(xí)能力、協(xié)調(diào)能力蘭德公司研究表明：要證明無人駕駛比普通駕駛更 安全，需要在各種交通環(huán)境下：100輛車，24小時(shí)全天，連續(xù)測試225年！24小時(shí) 全天耗時(shí)225年100臺車仿真測試的多維性仿真工具鏈起點(diǎn)仿真工具 鏈終點(diǎn)同濟(jì)大學(xué)熊教授提出測試驗(yàn)證V字型模型，以虛擬測試為出發(fā)點(diǎn)， 形成虛實(shí)結(jié)合工具鏈。交通 部測 試研 究所同濟(jì) 大學(xué)仿真測試必要性交通協(xié)調(diào)性*內(nèi)部舒適性學(xué)習(xí)適應(yīng)性*復(fù)現(xiàn)應(yīng)對能力駕駛自治性*基5市場的特征，結(jié)構(gòu)與趨勢市場是什么樣的？近年國內(nèi)外車企等在自動駕駛汽車

5、領(lǐng)域中維持高投入研發(fā)。而開發(fā)價(jià)值鏈中最重要的兩個(gè)部分為軟件開發(fā)和整車集成與測 試部分，這兩部分都依托于仿真環(huán)境計(jì)算平臺。具備軟件在環(huán)或模型在環(huán)能力的仿真平臺可以在虛擬環(huán)境下對車輛算法等 進(jìn)行大量的虛擬里程測試，確保車輛應(yīng)對各種場景下的行為都保持在安全的高置信空間內(nèi)，從而大大減少汽車行業(yè)也已熟 悉且必須完成的實(shí)際測試?yán)锍?。仿真環(huán)境中所創(chuàng)建的動態(tài)場景數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的測試與有效性驗(yàn)證具有核心價(jià)值。而當(dāng)前這個(gè) 市場集中面對的是商業(yè)用戶。潛在目標(biāo)客戶是誰？傳統(tǒng)車企（國內(nèi)OEM，外資），造車新勢力（蔚來，拜騰等），電動車企業(yè)（Tesla etc.),出行服務(wù)商（滴滴，UBER etc.),IT company

6、 (Google Alphabet Alibaba Baidu etc.)，供應(yīng)商（Mobieye，Bosch, Nvidia etc.)國家檢測機(jī)構(gòu)，道路示范區(qū)與大學(xué)研究機(jī)構(gòu)等（CATARC，SMVIC，CAERI etc.）當(dāng)前市場的結(jié)構(gòu)如何？因?yàn)閭鹘y(tǒng)的仿真軟件不能很好的支持自動駕駛感知決策的開發(fā)，故在國際市場近12年出現(xiàn)了多種仿真軟件，而其中很多起源于國外領(lǐng)先企業(yè)的內(nèi)部定制化需求。因?yàn)槟壳皣鴥?nèi)企業(yè)對自動駕駛研發(fā)起步晚于國際，所以還沒有中國企業(yè)開發(fā)出有 經(jīng)驗(yàn)的類似仿真軟件。國內(nèi)其需求也較國際市場投資額上較少，時(shí)間上也有滯后的效應(yīng)。由于仿真軟件既有構(gòu)架的通用性，也有參數(shù)地域獨(dú)特性，所以仿真軟

7、件的用戶是國際用戶，也可以擴(kuò)展至國際市場。25市場的特征，結(jié)構(gòu)與趨勢市場是什么樣的？2如何針對創(chuàng)新技術(shù)新需求做到技術(shù)的實(shí)現(xiàn)6創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展的必然需求： （新需求）未來是軟件算法定義車輛，數(shù)據(jù)驅(qū)動交通與出行。需要處理海量的測試數(shù)據(jù)與進(jìn)行軟件算法迭代優(yōu)化的能力。相比于傳統(tǒng)的對力學(xué)機(jī)械電子的機(jī)理模型非實(shí)時(shí)仿真，智能汽車迫切需要對感知真實(shí)環(huán)境與交通互動行為的系統(tǒng)仿真。智能汽車的仿真是多學(xué)科知識交叉應(yīng)用的領(lǐng)域，機(jī)械電子，算法軟件，大數(shù)據(jù)，通訊，汽車與交通，需要融合為一體。實(shí)現(xiàn)的可行性：采用分布式的硬件集群架構(gòu)實(shí)現(xiàn)算法軟件的大規(guī)模并行加速測試。采用自動工具鏈處理海量案例實(shí)現(xiàn)虛擬測試。集中持續(xù)投入研發(fā)在高精度

8、地圖與場景數(shù)字化還原、多傳感器機(jī)理仿真、基于統(tǒng)計(jì)模型的交通智能體與動態(tài)交通的仿真。 解決機(jī)器認(rèn)知真實(shí)世界連續(xù)與離散的混合特性，并將其在虛擬世界仿真現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的完整相關(guān)有序與動態(tài)。*IVT事業(yè)部人才團(tuán)隊(duì)具備復(fù)合型與交叉型的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)特征，包含軟件工程學(xué)科，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)科，數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)據(jù)， 人工智能與信息處理，車輛工程學(xué)科，交通管理學(xué)科，電子科學(xué)與技術(shù)等。*更多軟件信息參見：自動駕駛仿真的挑戰(zhàn)與解決方案51Sim-One自動駕駛仿真測試平臺介紹如何針對創(chuàng)新技術(shù)新需求做到技術(shù)的實(shí)現(xiàn)6創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展的必然需求中國社會發(fā)展的需求與產(chǎn)品服務(wù)能力高度的契合7中國社會發(fā)展的必然需求：隨著我國在人工智能技術(shù)，物聯(lián)

9、網(wǎng)與大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展與融合，汽車由“功能性”進(jìn)化到“智能性”。未來智慧交通與 出行必然依賴于本地化的海量數(shù)據(jù)服務(wù)。中國政府實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，支持產(chǎn)業(yè)的共性技術(shù)研發(fā)，必然要掌握核心技術(shù)。國家對智能汽車作為產(chǎn)品安全屬性的質(zhì)量監(jiān)管，依賴于自主可控而準(zhǔn)確的檢測手段。產(chǎn)品服務(wù)的契合點(diǎn)：實(shí)時(shí)仿真平臺承載智能汽車產(chǎn)品與出行服務(wù)的全生命周期數(shù)據(jù)，根據(jù)大數(shù)據(jù)可以對社會整體的交通進(jìn)行預(yù)測與安排。仿真測試能力是我國自動駕駛車輛測試和試驗(yàn)的基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)，是未來定義車輛開發(fā)與行業(yè)準(zhǔn)入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)工具。仿真測試將成為汽車質(zhì)量認(rèn)證與產(chǎn)品質(zhì)量召回的一種強(qiáng)制性檢驗(yàn)工具。中國社會發(fā)展的需求與產(chǎn)品服務(wù)能力高度的契合7中國社會發(fā)展

10、的必Sim-One 產(chǎn)品系列 典型用途感知與車輛配置 選型自動駕駛系架功能定義測試與驗(yàn)證 XiL自動駕駛算法開發(fā)傳感器設(shè)計(jì)與測試數(shù)據(jù)生成 機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練出行與 交通仿真自動駕駛系統(tǒng)評價(jià)51Sim-One產(chǎn)品與客戶需求匹配8Sim-One 產(chǎn)品系列 典型用途感知與車輛配置 選型自動多次接受德國經(jīng)濟(jì)能源部、德國交通和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部、德國大使館參贊的訪問交流； 同時(shí)也多次對德國客戶進(jìn)行商務(wù)訪問。自動駕駛仿真研究方面引起德國政府機(jī)構(gòu)關(guān)注多次接受德國經(jīng)濟(jì)能源部、德國交通和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部、德國大使館仿真平臺軟件Sim-One自動駕駛仿真平臺地圖編輯器仿真數(shù)據(jù)集Sim-One Data Plus仿真場景庫圖像

11、算法訓(xùn)練與測試數(shù)據(jù)集點(diǎn)云算法訓(xùn)練與測試數(shù)據(jù)集系統(tǒng)解決方案Sim-One Solution Kits交互駕駛展示系統(tǒng)自動駕駛多車協(xié)同測試系統(tǒng)DMS設(shè)備測試系統(tǒng)自動駕駛汽車安全員駕駛訓(xùn)練平臺行人在環(huán)測試系統(tǒng)攝像頭在環(huán)測試系統(tǒng)駕駛模擬器智慧交通管理系統(tǒng)Sim-One ITS ManagementSystem智慧交通檢測分析管理系統(tǒng)產(chǎn)品與解決方案/典型客戶與伙伴客戶市場 ： 主機(jī)廠，檢測機(jī)構(gòu)與示范區(qū)，智慧交通與城市規(guī)劃10仿真平臺軟件自動駕駛仿真平臺地圖編輯器仿真數(shù)據(jù)集仿真場景庫圖自動駕駛仿真技術(shù)及應(yīng)用自動駕駛仿真技術(shù)及應(yīng)用仿真測試 軟件現(xiàn)狀仿真測試方法典型仿總體介真軟件 紹場景庫自動駕駛仿真測試環(huán)境

12、搭 建技術(shù)方案仿真系 統(tǒng)總體 介紹虛擬環(huán)傳感器境構(gòu)建仿真車輛動 力學(xué)仿 真場景庫 構(gòu)建數(shù)據(jù)來 源與處 理計(jì)算構(gòu) 架自動駕駛仿真 測試應(yīng)用部件， 系統(tǒng)與 整車硬 件在環(huán) 測試方 法實(shí)現(xiàn)自 動駕駛 算法的 仿真測 試方法自動駕 駛仿真 測試的 驗(yàn)證與 精度問 題51Sim-One仿真軟件 操作演示自動駕駛仿真測試技術(shù)及應(yīng)用12仿真測試 軟件現(xiàn)狀仿真測場景庫自動駕駛仿真測試環(huán)境搭 建技術(shù)仿真的定義與工程應(yīng)用使用計(jì)算機(jī)來計(jì)算物理現(xiàn)象的結(jié)果，以替代物理實(shí)驗(yàn)。構(gòu)建一個(gè)包含物理模型參數(shù)的數(shù)學(xué)模型（建模）使用計(jì)算機(jī)以虛擬形式表示物理模型（編程）設(shè)定想要在物理模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的條件（設(shè)想）計(jì)算這些條件在數(shù)學(xué)模型上

13、的結(jié)果（運(yùn)算）1960年代我國研制氫彈的J-501電子管自算計(jì) 圖片來自于網(wǎng)絡(luò)13沖擊動力學(xué)仿真的行業(yè)典型應(yīng)用圖片來自于網(wǎng)絡(luò)仿真的定義與工程應(yīng)用使用計(jì)算機(jī)來計(jì)算物理現(xiàn)象的結(jié)果，以替代物自動駕駛汽車如何評價(jià)自動駕駛汽車如何評價(jià)人-車-路的測試評價(jià)體系測試評價(jià)體系交通運(yùn)行效率與交 交 通 交 通 總 體 通 流 安 全 效 率 能 耗 的 融洽度車聯(lián) 網(wǎng) V2X輔助能力車輛運(yùn)行功能符合 道路 安全 法規(guī)駕駛 任務(wù) 達(dá)成環(huán)境感 知 行 為 運(yùn) 動 與 識 決 策 執(zhí) 行 別車內(nèi)外人 機(jī)交互駕駛 員滿 意度交通 參與 者滿 意度15人-車-路的測試評價(jià)體系測試評價(jià)體系交通運(yùn)行效率與交 交 通基于交通事

14、故案例的自動駕駛安全測試功能介紹：在虛擬環(huán)境中，基 于真實(shí)情況重現(xiàn)事 故案例，接入自動 駕駛系統(tǒng)模型，對L3/L4級安全功能與 系統(tǒng)配置進(jìn)行有效 性測試與驗(yàn)證。特點(diǎn)：支持GIDAS format支持高精度地圖支持天氣改變支持場景參數(shù)泛化支持案例連續(xù)測試16基于交通事故案例的自動駕駛安全測試功能介紹：16行人行為預(yù)測與風(fēng)險(xiǎn)評估研究功能介紹：為研究行人在事故中的真實(shí) 行為，建立行人通過路口的 虛擬場景。被測人員通過VR 頭顯與音效設(shè)備獲得沉浸式 的環(huán)境感知。通過動作捕捉 設(shè)備與其他肌電信號采集器， 研究人員記錄并分析行人在 危險(xiǎn)情況下的應(yīng)激行為特征， 進(jìn)行行人行為的預(yù)測與風(fēng)險(xiǎn) 評估。特點(diǎn)：1：1虛

15、擬空間與沉浸式體驗(yàn)集成運(yùn)動生理信息采集設(shè)備案例參數(shù)的自動半自動觸發(fā)17行人行為預(yù)測與風(fēng)險(xiǎn)評估研究功能介紹：17智慧交通與網(wǎng)聯(lián)技術(shù)下的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動環(huán)境功能介紹：通過對交通攝像頭信號 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化提取，實(shí)時(shí) 生成目標(biāo)物，通過虛擬 仿真實(shí)現(xiàn)交通流的可視 化呈現(xiàn)；對交通微觀行 為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、追蹤 及歸檔。特點(diǎn)：支持場景自動還原危險(xiǎn)案例自動提取超視距時(shí)空交通管理18智慧交通與網(wǎng)聯(lián)技術(shù)下的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動環(huán)境功能介紹：18基于駕駛員行為的自動駕駛安全測試功能介紹：同時(shí)接入多個(gè)自動駕駛 算法驅(qū)動車輛和駕駛員 手動駕駛車輛進(jìn)入同一 虛擬環(huán)境，由駕駛員手 動駕駛干預(yù)主車，生成 指定與隨機(jī)的危險(xiǎn)案例。 對自動駕駛系統(tǒng)

16、模型進(jìn) 行測試與驗(yàn)證，對駕駛 行為與案例進(jìn)行記錄與 分析。特點(diǎn)：接入多駕駛設(shè)備案例創(chuàng)建與行為記錄支持自動駕駛體驗(yàn)19基于駕駛員行為的自動駕駛安全測試功能介紹：190仿真測試 軟件現(xiàn)狀仿真測試典型方法仿真總體軟件介紹場景 庫自動駕駛仿真測試環(huán)境搭 建技術(shù)方案仿真 系統(tǒng) 總體 介紹虛擬 環(huán)境 構(gòu)建傳感 器仿 真車輛 動力 學(xué)仿 真場景 庫構(gòu) 建數(shù)據(jù) 來源 與處 理自動駕駛仿真 測試應(yīng)用部件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動與整駕駛計(jì)算車硬算法構(gòu)架件在的仿環(huán)測真測試方試方法法自動 駕駛 仿真 測試 的驗(yàn) 證與 精度 問題51Sim- One 仿真軟件 操作 演示自動駕駛仿真測試軟件現(xiàn)狀0仿真測試 軟件現(xiàn)狀仿真場景 庫自

17、動駕駛仿真測試環(huán)境搭 建技變化之一：測試評價(jià)內(nèi)容變化變化之二：測試評價(jià)工況變化變化之三：測試評價(jià)工具鏈變化體現(xiàn)出了測試評價(jià)內(nèi)容變化、測試評價(jià)工況變化、測試評價(jià)工具鏈變化三大不同 多樣化的交通場景將成為自動駕駛測試中的核心要素傳統(tǒng)測試軟件與測試裝備腳踏板方向盤換擋器主要評價(jià)機(jī)器的執(zhí)行能力主要評價(jià)機(jī)器的感知與決策能力明確的測試工況多樣化交通場景測試全新的測試工具鏈自動駕駛仿真的根源21變化之一：測試評價(jià)內(nèi)容變化變化之二：測試評價(jià)工況變化變化之三自動駕駛仿真的緊迫性汽車產(chǎn)品生命周期仿真使用強(qiáng)度架構(gòu)設(shè)計(jì)與 功能指標(biāo)零部件與系統(tǒng)集成的 整車工程驗(yàn)證認(rèn)證與使用安 全 上 路目前針對HWC，TJC，AVP等

18、自動駕駛功能， 各車廠規(guī)劃2020-2025間落地。由于汽車產(chǎn)品 研發(fā)的技術(shù)準(zhǔn)備前置性特點(diǎn)，當(dāng)前正是開發(fā)與測試能力的關(guān)鍵構(gòu)建期。迫切需要建立仿真能 力減少未來新技術(shù)應(yīng)用對產(chǎn)品安全帶來的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)。模型成熟度22自動駕駛仿真的緊迫性汽車產(chǎn)品生命周期仿真使用強(qiáng)度架構(gòu)設(shè)計(jì)與 自動駕駛仿真的緊迫性自動駕駛仿真的緊迫性自動駕駛仿真的必要性24道路車輛功能安全I(xiàn)SO 26262 /預(yù)期功能 安全 ISO/PAS 21448等規(guī)范均對L1-L4 駕駛功能提出了更高的安全要求，仿真 是支撐車輛安全落地必不可少的研發(fā)工 具。自動駕駛仿真的必要性24道路車輛功能安全I(xiàn)SO 26262 仿真平臺實(shí)車封閉 工況測試實(shí)車

19、 道路測試系統(tǒng)構(gòu)架與算法開發(fā)等真實(shí)場景 數(shù)據(jù)仿真場景數(shù)據(jù)需求與功能定義仿真需求定義仿真平臺，場景庫與開發(fā)流程25仿真平臺實(shí)車封閉 工況測試實(shí)車 道路測試系統(tǒng)構(gòu)架與真實(shí)場景 仿真測試實(shí)車封閉測試實(shí)車道路測試根據(jù)設(shè)計(jì)運(yùn)行 范圍設(shè)定場景 與參數(shù)空間仿真計(jì)算與 矩陣式場景 結(jié)果輸出測試場景選擇實(shí)車測試與結(jié)果輸出測試場景庫評價(jià)準(zhǔn)則綜合評價(jià)仿真驗(yàn)證道路測試結(jié)果輸出危險(xiǎn)場景仿真平臺，場景庫與開發(fā)流程26仿真測試實(shí)車封閉測試實(shí)車道路測試根據(jù)設(shè)計(jì)運(yùn)行 范圍設(shè)定場景 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證下的仿真工具實(shí)驗(yàn)測試仿真測試解決方案觀測數(shù)據(jù)仿真數(shù)據(jù)虛擬仿真測試（SiL/HiL/ViL）與實(shí)車驗(yàn)證互為補(bǔ)充，缺一不 可！運(yùn)行范圍OD

20、D測試原理示意圖實(shí)車測試工況仿真覆蓋工況測試對象與 功能需求實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型簡化誤差分析總體評價(jià)27系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證下的仿真工具實(shí)驗(yàn)測試仿真測試解決方案觀測數(shù)據(jù)仿時(shí)間機(jī)械仿真 動力學(xué)仿真 熱力學(xué)仿真L0傳感器仿真L2電器仿真1970199020102020信息模型機(jī)理模型自動駕駛仿真的挑戰(zhàn)與解決方案滿足系統(tǒng)特征整體性 相關(guān)性 有序性 動態(tài)性混合模型挑戰(zhàn)：系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，工作環(huán)境復(fù)雜，迭代周期縮短L5環(huán)境場景仿真仿真對象 交通流仿真理想的自動駕駛仿真特性28時(shí)間機(jī)械仿真 動力學(xué)仿真 熱力學(xué)仿真?zhèn)鞲衅鞣抡?970199Waymo Carcraft代表了世界領(lǐng)先水平的Waymo無人車，一個(gè)核心的秘密就是它的

21、Carcraft仿真器，它是Waymo的無人車每年能夠行駛幾十億英里的關(guān)鍵。Carcraft可以為每個(gè)新軟件版本使用在真實(shí)世界里駕駛的回放數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，用來驗(yàn)證算法的改進(jìn)，發(fā)現(xiàn)新的問題，還可以構(gòu)建全新的虛擬場景進(jìn)行測試。每天有25000輛虛擬Waymo無人車在模擬器中行駛八百萬英里以上的里程。模擬仿真測 試最大的優(yōu)勢是可以快速重復(fù)測試一些現(xiàn)實(shí)中不常發(fā)生但卻很重要的場景，和構(gòu)建大 量的衍生場景，從而對無人駕駛算法進(jìn)行更充分的測試。Carcraft的案例衍生機(jī)制29Waymo Carcraft代表了世界領(lǐng)先水平的Waymo無百度Apollo30百度Apollo仿真平臺作為百度Apollo平臺的一個(gè)

22、重要組成部分，一方面用來支撐內(nèi)部Apollo系統(tǒng)的開發(fā)和迭代，一方面為Apollo生態(tài)的開發(fā)者提供基于云端的決策系統(tǒng)仿真服務(wù)。Apollo仿真平臺是一個(gè)搭建在百度云和Azure的云服務(wù)，可以使用用戶指定的Apollo版 本在云端進(jìn)行仿真測試。Apollo仿真場景可分為sim和Logsim。sim是由人為 預(yù)設(shè)的道路和障礙物構(gòu)成的場景，可以作為單元測試簡單高效的測試自動駕駛車輛， 而Logsim是由路測數(shù)據(jù)提取的場景，真實(shí)反映了實(shí)際交通環(huán)境中復(fù)雜多變的障礙物和 交通狀況。Apollo仿真平臺也提供了較為完善的場景通過判別系統(tǒng)，可以從交通規(guī)則，動力學(xué)行 為和舒適度等方面對自動駕駛算法做出評價(jià)。Ap

23、ollo仿真平臺的回放案例百度Apollo30百度Apollo仿真平臺作為百度ApolCARLA31CARLA是由西班牙巴塞羅那自治大學(xué)計(jì)算機(jī)視覺中心指導(dǎo)開發(fā)的開源模擬器，用于自動駕駛 系統(tǒng)的開發(fā)、訓(xùn)練和驗(yàn)證。Carla依托虛幻引擎進(jìn)行開發(fā)，使用服務(wù)器和多客戶端的架構(gòu)。在場景方面, CARLA提供了為自動駕駛創(chuàng)建場景的開源數(shù)字資源（包括城市布局、建筑以及車 輛）以及幾個(gè)由這些資源搭建的供自動駕駛測試訓(xùn)練的場景。同時(shí)，CARLA也可以使用VectorZero的道路搭建軟件RoadRunner制作場景和配套的高精地圖， 并提供了簡單的地圖編輯 器。CARLA可以支持傳感器和環(huán)境的靈活配置，它支持多

24、攝像頭，激光雷達(dá)，GPS等傳感器，也 可以調(diào)節(jié)環(huán)境的光照和天氣。CARLA提供了簡單的車輛和行人的自動行為模擬，也同時(shí)提供 了一整套的Python接口，可以對場景中的車輛，信號燈等進(jìn)行控制，用來方便的和自動駕駛系 統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真，完成決策系統(tǒng)和端到端的強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練。通過Python接口對CARLA中的車輛進(jìn)行控制CARLA31CARLA是由西班牙巴塞羅那自治大學(xué)計(jì)算機(jī)視覺AirSimAirSim 是微軟研究院開源的一個(gè)建立在虛幻引擎（Unreal Engine）上的無人機(jī)以及自 動駕駛模擬研究項(xiàng)目。最新的AirSim也提供了Unity引擎的版本，添加了激光雷達(dá)的支 持。AirSim實(shí)現(xiàn)為一個(gè)虛

25、幻引擎的插件，它充分利用了虛幻引擎在打造高還原的逼真虛擬 環(huán)境的能力，可以模擬陰影、反射等現(xiàn)實(shí)世界中的環(huán)境，以及虛擬環(huán)境可以方便產(chǎn)生 大量標(biāo)注數(shù)據(jù)的能力，同時(shí)提供了簡單方便的接口，可以讓無人機(jī)和自動駕駛的算法 接入進(jìn)行大量的訓(xùn)練。AirSim的主要目標(biāo)是作為AI研究的平臺，以測試深度學(xué)習(xí)、計(jì) 算機(jī)視覺和自主車輛的端到端的強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法。AirSim提供了深度圖，RGB圖和場景分割真值32AirSimAirSim 是微軟研究院開源的一個(gè)建立在虛幻引VIRES VTDVTD（Virtual Test Drive）是德國VIRES 公司開發(fā)的一套用于ADAS，主動安全和自動 駕駛的完整模塊化仿真工具鏈

26、。VIRES已經(jīng)于2017年被MSC軟件集團(tuán)收購。VTD目前 運(yùn)行于Linux平臺，它的功能覆蓋了道路環(huán)境建模、交通場景建模、天氣和環(huán)境模擬、 簡單和物理真實(shí)的傳感器仿真、場景仿真管理以及高精度的實(shí)時(shí)畫面渲染等?？梢灾?持從SIL到HIL和VIL的全周期開發(fā)流程，開放式的模塊式框架可以方便的與第三方的 工具和插件聯(lián)合仿真。VIRES也是廣泛應(yīng)用的自動駕駛仿真開放格式OpenDrive, OpenCRG和OpenScenario的主 要貢獻(xiàn)者， VTD的功能和存儲也依托于這些開放格式。VTD的仿真流程主要由路網(wǎng)搭 建，動態(tài)場景配置，仿真運(yùn)行三個(gè)步驟組成。VTD的場景編輯器33VIRES VTDV

27、TD（Virtual Test DrivPreScan，PreScan是由Tass International研發(fā)的一款A(yù)DAS測試仿真軟件，2017年8月被西門子收購。PreScan 是一個(gè)模擬平臺，由基于 GUI 的、用于定義場景的預(yù)處理器和用于執(zhí)行場景的運(yùn)行環(huán)境構(gòu)成。工 程師用于創(chuàng)建和測試算法的主要界面包括 MATLAB 和 Simulink。PreScan 可用于從基于模型的控制器設(shè)計(jì) (MIL) 到利用軟件在環(huán)(SIL) 和硬件在環(huán) (HIL) 系統(tǒng)進(jìn)行的實(shí)時(shí)測試等應(yīng)用。PreScan 可在 開環(huán)、閉環(huán)以及離線和在線模式下運(yùn)行。它是一種開放型軟件平臺 其靈活的界面可連接至第三方的汽車

28、動力學(xué)模型（例如：CarSIM 和 dSPACE ASM）和第三方的 HIL 模擬器/硬件（例如：ETAS、dSPACE 和 Vector）。Prescan由多個(gè)模塊組成，使用起來主要分為四個(gè)步驟: 搭建場景、 添加傳感器、添加控制系統(tǒng)、運(yùn)行仿真。PreScan的仿真流程34PreScan，PreScan是由Tass InternatCarSimCarSim, 還有相關(guān)的TruckSim和BikeSim是Mechanical Simulation 公司 開發(fā)的強(qiáng)大的動力學(xué)仿真軟件，被世界各國的主機(jī)廠和供應(yīng)商所廣 泛使用。CarSim 自帶標(biāo)準(zhǔn)的Matlab/Simulink接口，可以方便的與M

29、atlab/Simulink進(jìn)行聯(lián)合仿真，用于控制算法的開發(fā)，同時(shí)在仿真時(shí) 可以產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)結(jié)果用于后續(xù)使用Matlab或者Excel進(jìn)行分析或可 視化。 CarSim同時(shí)提供了RT版本，可以支持主流的HIL測試系統(tǒng)， 如dSpace和NI的系統(tǒng)，方便的聯(lián)合進(jìn)行HIL仿真。CarSim也有ADAS相關(guān)功能的支持，可以構(gòu)建參數(shù)化的道路模型，200個(gè)以上的運(yùn)動的交通物體，使用腳本或者通過Simulink外部控制 它們的運(yùn)動，同時(shí)添加最多99個(gè)傳感器，對運(yùn)動和靜止的物體進(jìn)行 檢測。最近的CarSim版本在ADAS和自動駕駛開發(fā)方面進(jìn)行了加強(qiáng)， 添加了更多的3D資源，如交通標(biāo)識牌，行人等，以及高精地圖

30、的導(dǎo) 入流程。CarSim的運(yùn)行界面35CarSimCarSim, 還有相關(guān)的TruckSim和BiIPG-CarMakerCarmaker，還有相關(guān)的TruckMaker和MotorcycleMaker是德國IPG公司推出的動力學(xué)，ADAS和自動駕駛仿真軟件。 Carmaker首先是一個(gè)優(yōu)秀的動力學(xué)仿真軟件，提供了精 準(zhǔn)的車輛本體模型（發(fā)動機(jī)、底盤、懸架、傳動、轉(zhuǎn)向等），除此之外，Carmaker還 打造了包括車輛，駕駛員，道路，交通環(huán)境的閉環(huán)仿真系統(tǒng)。CarMaker作為平臺軟件，可以與很多第三方軟件進(jìn)行集成，如ADAMS、AVL Cruise、rFpro等，可利用各軟件的優(yōu)勢進(jìn)行聯(lián)合仿真

31、。同時(shí)CarMaker配套的硬件，提供了大量 的板卡接口，可以方便的與ECU或者傳感器進(jìn)行HIL測試。CarMaker正在運(yùn)行仿真測試36IPG-CarMakerCarmaker，還有相關(guān)的Truc江蘇智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心場景庫37江蘇智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心場景庫37江蘇智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心場景庫場景挖掘服務(wù)車端場景挖掘工具路側(cè)場景挖掘工具多種傳感器信息挖掘加速測試服務(wù)加速測試工具多種加速模型定制化場景庫服務(wù)分級的場景庫按需定制場景庫測試工具鏈服務(wù)仿真測試系統(tǒng)傳感器測試裝備場景在環(huán)測試裝備場景數(shù)據(jù)服務(wù)路側(cè)真實(shí)場景庫潛在危險(xiǎn)場景庫違章場景庫38江蘇智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心場景庫場景挖掘服務(wù)加速測試服務(wù)

32、定制化百度Apollo場景庫道。并道。百度Apollo仿真場景分為sim和Logsim。 sim是由人為預(yù)設(shè)的障礙物行為和交 通燈狀態(tài)構(gòu)成的場景，可以簡單高效的測試自動駕駛車輛，但缺乏真實(shí)交通環(huán)境中復(fù) 雜的情況；Logsim是由路測數(shù)據(jù)提取的場景，提供復(fù)雜多變的障礙物行為和交通狀況， 使場景充滿不確定性。目前提供約200個(gè)場景，包括：基于不同的路型，包括十字路口、調(diào)頭、直行、三叉路口、彎基于不同的障礙物類型，包括行人、機(jī)動車、非機(jī)動車及其他基于不同的道路規(guī)劃，包括直行、調(diào)頭、變道、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、基于不同的紅綠燈信號，包括紅燈、黃燈、綠燈。39百度Apollo場景庫道。百度Apollo仿真場景分為

33、sim仿真測試 軟件現(xiàn)狀仿真 測試 方法 總體 介紹典型 仿真 軟件場景 庫自動駕駛仿真測試環(huán)境搭 建技術(shù)方案仿真 系統(tǒng) 總體 介紹虛擬傳感環(huán)境器仿構(gòu)建真車輛 動力 學(xué)仿 真場景 庫構(gòu) 建數(shù)據(jù)來源計(jì)算與處構(gòu)架 理自動駕駛仿真 測試應(yīng)用部件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動與整駕駛車硬算法件在的仿環(huán)測真測試方試方法法自動 駕駛 仿真 測試 的驗(yàn) 證與 精度 問題51Sim- One 仿真軟件 操作 演示40自動駕駛仿真測試環(huán)境搭建技術(shù)方案仿真測試 軟件現(xiàn)狀仿真 測試 方法 總體 介紹典型 仿真 軟仿真系統(tǒng)總體介紹41仿真系統(tǒng)總體介紹41仿真系統(tǒng)總體介紹42仿真系統(tǒng)總體介紹42仿真系統(tǒng)搭建方案道路環(huán)境自動生成與編輯動

34、態(tài)場景轉(zhuǎn)換與交通模型傳感器車輛動力學(xué)算法接入傳感器與車輛仿真場景庫與訓(xùn)練集數(shù)據(jù)分析與計(jì)算智能體對手車模型連續(xù)交通流高清地圖+擬真環(huán)境測試場景參數(shù)驅(qū)動的 衍生案例集分布并行計(jì)算結(jié)果回放與報(bào)告生成4345343仿真系統(tǒng)搭建方案道路環(huán)境自動生成與編輯動態(tài)場景轉(zhuǎn)換與交通模型仿真產(chǎn)品具備的特性 MATRIX44Accuracy 高精度解決機(jī)器認(rèn)知真實(shí)世界的物理與運(yùn) 動特性的問題。實(shí)驗(yàn)采集場景，物 理特性，行為數(shù)據(jù)，建立高精度仿 真場景，傳感器模型與智能體模型。Truth 真實(shí)貼近于真實(shí)世界的場景效果，天氣 現(xiàn)象，采用動態(tài)交通與事故案例自 動處理工具鏈，實(shí)現(xiàn)相似極端案例 的自動化生成。Massive 大規(guī)

35、?？沙休d單一數(shù)十平方公里的 城市級場景，并支持?jǐn)?shù)千輛 交通背景車的隨機(jī)行駛。可 以并行處理大量的車側(cè)和路 側(cè)數(shù)據(jù)。Rapid 加速并行采用分布式的硬件集群架構(gòu)，GPU/CPU 算力優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)無 人駕駛算法的大規(guī)模并行加 速測試。Integrated 集成集成業(yè)界優(yōu)秀的車輛動力學(xué)仿真， 自動駕駛和車輛開發(fā)測試的軟硬件 工具鏈。X 廣泛兼容性O(shè)penDrive 格式靜態(tài)高精度地圖， 未來的OpenScenario 格式動態(tài)場景 案例庫數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的能力，以及 其他兼容和擴(kuò)展能力。仿真產(chǎn)品具備的特性 MATRIX44Accuracy 高精度虛擬環(huán)境構(gòu)建通過配備GPS，激光雷達(dá)和全景攝像機(jī)的數(shù) 據(jù)采集

36、車，獲得道路的地理坐標(biāo)位置，環(huán)境 點(diǎn)云數(shù)據(jù)與街景建筑的全景拼接照片。使用地圖編輯工具，建立道路的OpenDrive高 精地圖，并能夠反映真實(shí)道路高程變化，用 于車道級別的定位參考。道路實(shí)現(xiàn)厘米級的 還原，包含路面，道路標(biāo)線，交通標(biāo)牌，信 號燈等信息。使用三維建模軟件，建立基礎(chǔ)設(shè)施與周邊環(huán) 境的可視化數(shù)字模型，組成示范區(qū)整體的三 維可視化場景。基于UE4的圖形渲染引擎，可視化場景可以 表現(xiàn)不同天氣，包含晴天，多云，陰雨，霧 天，不同時(shí)間的光影變化，如早晨，正午， 傍晚，夜晚。實(shí)現(xiàn)光影，反光，積水，夜間 照明等細(xì)節(jié)效果。45虛擬環(huán)境構(gòu)建通過配備GPS，激光雷達(dá)和全景攝像機(jī)的數(shù) 據(jù)采集高精地圖精度分

37、析內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理過程內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理是對外業(yè)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，該過程主要包括：激光數(shù) 據(jù)預(yù)處理、影像數(shù)據(jù)糾正、組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)解算、點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合、彩色點(diǎn)云 生成、矢量編輯等。點(diǎn)云數(shù)據(jù)編輯矢量46高精地圖精度分析內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理過程點(diǎn)云數(shù)據(jù)編輯矢量46精度保證組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)精度保證使用專業(yè)組合導(dǎo)航軟件來處理導(dǎo)航數(shù)據(jù)，軟件具有GPS差分解算、POS松組合解算、POS進(jìn)組合 解算、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)平滑等功能。數(shù)據(jù)解算軌跡導(dǎo)航數(shù)據(jù)精度評估47高精地圖精度分析精度保證數(shù)據(jù)解算軌跡導(dǎo)航數(shù)據(jù)精度評估47高精地圖精度分析精度保證2.點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成精度保證點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成前，硬件設(shè)備均經(jīng)過精確標(biāo)定，為后期高精度激光點(diǎn)云的生成提供保證。

38、在GPS信號良好 的情況下，數(shù)據(jù)可以達(dá)到平面2cm，高程5cm的絕對精度。多趟點(diǎn)云數(shù)據(jù)匹配48高精地圖精度分析精度保證多趟點(diǎn)云數(shù)據(jù)匹配48高精地圖精度分析精度保證3. 矢量提取精度保證矢量自動提取包括兩個(gè)過程：一級模型提取和二級模型提取，一級模型是在對點(diǎn)云進(jìn)行構(gòu)件提取、 自動探面、探線、提取特征線并矢量化；二級模型是在一級模型的基礎(chǔ)上得到具有現(xiàn)實(shí)意義的實(shí)體。 在自動提取矢量要素基礎(chǔ)上，Editor提供了多樣高效的矢量編輯命令，方便用戶進(jìn)行編輯檢查 操作，最終生成高精地圖。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)絕對精度在20厘米內(nèi)，相對精度在10厘米內(nèi)。自動提取矢量結(jié)果49編輯矢量結(jié)果全局高精地圖俯視成果高精地圖精度分析

39、精度保證自動提取矢量結(jié)果49編輯矢量結(jié)果全局高精地圖俯視成果傳感器仿真真實(shí)傳感器 數(shù)據(jù)對比驗(yàn)證傳感器仿真的模型和參數(shù)來源于真實(shí)傳感器，仿真結(jié)果使用真實(shí)傳感器數(shù)據(jù)作對比驗(yàn)證，使用深 度學(xué)習(xí)訓(xùn)練和測試作SIL評價(jià)，使用真實(shí)傳感器在環(huán)作HIL評價(jià)。驗(yàn)證和評價(jià)模型和參數(shù)傳感器 參數(shù)標(biāo)定傳感器數(shù)據(jù)分 析和數(shù)學(xué)建模攝像頭傳感器硬件在環(huán)評價(jià)仿真數(shù)據(jù)集深度學(xué)習(xí)評價(jià)激光雷達(dá)毫米波雷達(dá)傳感器仿真GPS、IMUV2X超聲波雷達(dá)真實(shí)傳感器50傳感器仿真真實(shí)傳感器 數(shù)據(jù)對比驗(yàn)證傳感器仿真的模型和參數(shù)來源攝像頭仿真攝像頭仿真的思路為，基于環(huán)境物體的幾何空間信息構(gòu)建對象的三維模型，并根據(jù)物體的真實(shí)材質(zhì)與紋理， 通過計(jì)算機(jī)圖

40、形學(xué)對三維模型添加顏色與光學(xué)屬性等。一般會使用Unreal Engine或者Unity等基于物理的渲染 引擎來實(shí)現(xiàn)。攝像頭仿真則通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法，將三維空間中的點(diǎn)通過透視關(guān)系變換為圖像上的點(diǎn)。之 后，還需要對相機(jī)鏡頭的結(jié)構(gòu)與光學(xué)特性，內(nèi)部數(shù)據(jù)采集過程進(jìn)行仿真，例如焦距，畸變，亮度調(diào)節(jié)，Gamma調(diào)節(jié)，白平衡調(diào)節(jié)，色彩空間，景深，高動態(tài)范圍(HDR)色調(diào)的調(diào)整等。攝像頭仿真每一幀的原始數(shù)據(jù)一般可以使用RGB或YUV來表示。如需把仿真結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳給自動駕駛系統(tǒng)，一般可使用H264壓縮成視頻流，減少傳輸帶寬。攝像頭仿真需要障礙物的真值信息，包括位置、朝向、包圍盒、速度和類型等。除了對象檢測

41、，攝像頭的仿 真結(jié)果也會被用來訓(xùn)練其他計(jì)算機(jī)視覺算法，包括目標(biāo)跟蹤和語義分隔等。攝像頭仿真的真值圖、深度圖、語義分隔圖、實(shí)例分隔圖51攝像頭仿真攝像頭仿真的思路為，基于環(huán)境物體的幾何空間信息構(gòu)建激光雷達(dá)仿真激光雷達(dá)仿真的思路是參照真實(shí)激光雷達(dá)的掃描方式，模 擬每一條真實(shí)雷達(dá)射線的發(fā)射，與場景中所有物體求交。 激光雷達(dá)的仿真結(jié)果，包括帶反射強(qiáng)度的點(diǎn)云和障礙物真 值信息(位置、朝向、包圍盒大小、速度和類型等等), 一般 會通過局域網(wǎng)傳輸給自動駕駛系統(tǒng)。激光雷達(dá)反射強(qiáng)度跟不同物理材質(zhì)對激光雷達(dá)所使用的近 紅外光線反射率有關(guān)。反射強(qiáng)度受到障礙物距離、激光反 射角度以及障礙物本身的物理材質(zhì)影響。仿真時(shí)需

42、要給場 景資源設(shè)置合適的物理材質(zhì)，包括各種道路，人行道，車 道線，交通牌，交通燈，汽車，行人等。每一種物理材質(zhì) 的激光反射率都不相同?？梢允褂脙x器提前測得每一種物 理材質(zhì)的激光反射率，并記錄下來?？梢詤⒄漳承┱鎸?shí)激 光雷達(dá)的做法，將最終反射強(qiáng)度歸一化到0255。仿真軟件中的激光雷達(dá)仿真結(jié)果示例52激光雷達(dá)仿真激光雷達(dá)仿真的思路是參照真實(shí)激光雷達(dá)的掃描方式，毫米波雷達(dá)仿真毫米波雷達(dá)仿真一般會根據(jù)配置的視場角和分辨率 信息，向不同方向發(fā)射一系列虛擬連續(xù)調(diào)頻毫米波， 并接收目標(biāo)的反射信號。不同車輛的雷達(dá)回波強(qiáng)度 可使用微表面模型能量輻射計(jì)算方式，由車輛模型 以及車輛朝向、材質(zhì)等計(jì)算。同一個(gè)障礙物會被

43、多個(gè)調(diào)頻連續(xù)波探測到。對于毫 米波雷達(dá)目標(biāo)級仿真，則可以根據(jù)障礙物的徑向距 離、距離分辨率和角度分辨率等信息對同一個(gè)障礙 物的點(diǎn)進(jìn)行聚類并返回最終仿真結(jié)果。毫米波雷達(dá)仿真一般需要支持更改毫米波雷達(dá)安裝 位置，角度，探測距離，探測角度，角度和距離分 辨率、噪聲參數(shù)等。對于某些兼有長距和中距探測 功能的毫米波雷達(dá)，仿真時(shí)則需要同時(shí)支持兩者的 參數(shù)設(shè)置。毫米波雷達(dá)的水平探測范圍示例，以及目標(biāo)級聚類結(jié)果53毫米波雷達(dá)仿真毫米波雷達(dá)仿真一般會根據(jù)配置的視場角和分辨率 其他傳感器仿真54GPS仿真：需要支持更改GPS位置以及GPS噪聲模型參數(shù)?？梢苑祷刂鬈嚨慕?jīng)緯度，速度，航向 等。IMU仿真：需要支持對主

44、車的加速度和角速度進(jìn)行仿真。IMU仿真同時(shí)需要模擬GPS信號丟失時(shí) 主車的位置，速度和航向的累積誤差。這對于一些隧道場景的仿真尤為重要。超聲波雷達(dá)仿真：需要支持更改超聲波雷達(dá)安裝位置、角度，并且實(shí)時(shí)返回障礙物的距離。V2X傳感器仿真：擁有上帝視角的仿真場景天然適合V2X的目標(biāo)級仿真。仿真環(huán)境一般會按照實(shí) 際V2X設(shè)備部署信息建立一個(gè)虛擬的傳感器網(wǎng)，動態(tài)交通流的車載OBU信息也會在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。 主車每一幀都會實(shí)時(shí)獲取到當(dāng)前感興趣的V2X設(shè)備數(shù)據(jù)。針對LTE-V / DSRC通信延時(shí)或丟包的 仿真一般通過實(shí)時(shí)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。其他傳感器仿真54GPS仿真：需要支持更改GPS位置以及GP車輛動力學(xué)仿真55

45、車輛動力學(xué)是指車輛方面的動力學(xué)，它是基于經(jīng)典力學(xué)的一種工程應(yīng)用。根據(jù)駕駛輸入, 它研究車 輛在道路上的反應(yīng)。在自動駕駛仿真系統(tǒng)中，車輛動力學(xué)仿真是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)不可或缺的部分。仿真端接收自動駕駛 系統(tǒng)控制模塊給出的控制信號，主要包括油門、剎車、方向盤、檔位等，產(chǎn)生更新后的車輛位姿 狀態(tài)和底盤總線參數(shù)，輸出給自動駕駛的各個(gè)模塊。除了模擬車輛整體的行為，在測試L2、L3輔 助自動駕駛時(shí)，也可以接入車輛的各個(gè)模塊，例如轉(zhuǎn)向、動力傳動、制動等進(jìn)行直接的控制。車輛動力學(xué)仿真55車輛動力學(xué)是指車輛方面的動力學(xué)，它是基于經(jīng)車輛動力學(xué)仿真真實(shí)模擬車輛運(yùn)行時(shí)姿態(tài)和運(yùn)動參數(shù)輸入：車輛控制參數(shù)（油門/剎車/轉(zhuǎn)向）輸出

46、：車輛速度/加速度/轉(zhuǎn)角/角速度/角加速度/輪速/懸架姿態(tài)等完整的車輛組件模型十自由度車輛模型發(fā)動機(jī)動力模型離合器/液力變矩器/自動變速箱懸掛模型輪胎模型56車輛動力學(xué)仿真真實(shí)模擬車輛運(yùn)行時(shí)姿態(tài)和運(yùn)動參數(shù)56場景6層模型57場景6層模型57AI智能體/交通仿真104-7 個(gè)數(shù)字化案例10案例數(shù)量109案例數(shù)量環(huán)境感知道路傳感器環(huán)境感知 車載傳感器駕駛行為導(dǎo)入駕駛模擬器參數(shù)泛化數(shù)據(jù)來源與處理58AI智能體/交通仿真104-7 個(gè)數(shù)字化案例10案例數(shù)量視覺分析技術(shù)在場景挖掘中的應(yīng)用59視覺分析技術(shù)在場景挖掘中的應(yīng)用59動態(tài)場景構(gòu)建方法一、基于真實(shí)交通案例數(shù)據(jù)構(gòu)建通過各類傳感器采集動態(tài)交通信息，經(jīng)處

47、理后置入仿真場景中。構(gòu)建或選擇符合場景靜態(tài)環(huán)境的地圖及道路。然后將原始軌跡數(shù)據(jù)預(yù)處理成仿真平臺 坐標(biāo)系下的標(biāo)準(zhǔn)原始數(shù)據(jù)，然后用自動化工具轉(zhuǎn)成平臺標(biāo)準(zhǔn)案例格式數(shù)據(jù)，導(dǎo)入案例 編輯器（如有需要可二次編輯），最后通過仿真平臺可視化仿真。60動態(tài)場景構(gòu)建方法一、基于真實(shí)交通案例數(shù)據(jù)構(gòu)建60動態(tài)場景構(gòu)建方法二、基于微觀交通仿真系統(tǒng)構(gòu)建采用微觀交通仿真系統(tǒng)生成車輛、行人、管控等動態(tài)元素，構(gòu)成仿真動態(tài)場景。該過程中也會 使用真實(shí)數(shù)據(jù)，例如基于真實(shí)案例數(shù)據(jù)訓(xùn)練仿真模型，使用真實(shí)的交通信號配時(shí)和交通流量作 為仿真條件等。61動態(tài)場景構(gòu)建方法二、基于微觀交通仿真系統(tǒng)構(gòu)建61動態(tài)場景構(gòu)建方法：對道路，環(huán)境， 天氣，

48、交通狀況，行駛行為作語義性的定性描述。邏輯性場景：對道路寬度， 彎度，本車車速，距離， 交通參與者位置，光照， 雨量等參數(shù)空間進(jìn)行合理 的（符合出現(xiàn)概率，符合 相互制約關(guān)系）劃分與量 化定義。具體場景：對參數(shù)空間內(nèi) 的工況進(jìn)行選擇，形成唯 一的測試工況。引用PEGASUS項(xiàng)目研究報(bào)告場景生成：功能性場景結(jié)果評價(jià)：功能分 層與評 價(jià)場景123412345場景庫多種案例來源： 誤作用（假陽性），漏作 用（假陰性），參數(shù)泛化 后的新關(guān)聯(lián)性危險(xiǎn)場景62三、基于真實(shí)案例數(shù)據(jù)的泛化構(gòu)建合理地更改真實(shí)案例某些數(shù)據(jù)特征，泛化從而生成新的案例。動態(tài)場景構(gòu)建方法：對道路，環(huán)境， 天氣，交通狀況，行駛行為作交通智能

49、體仿真車輛智能體仿真交通流跟馳模型，軌跡規(guī)劃算法 （ 車 輛 動 力 學(xué) 、 motion planning），車輛決策技術(shù)（基 于規(guī)則，深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)）,路徑規(guī)劃算法等的不同組 合行人與非機(jī)動車智能體仿真提供基于簡單規(guī)則和復(fù)雜模型（如社會力模型）的行人及非 機(jī)動車智能體仿真未來通過采集實(shí)際數(shù)據(jù)標(biāo)定，準(zhǔn)確度持續(xù)提升63交通智能體仿真車輛智能體仿真6364321路側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)路側(cè)監(jiān)控24小時(shí)不間斷分析 提取的場景駕駛模擬器場景駕駛模擬器等生成的場景車載采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過車載傳感器采 集各種車載數(shù)據(jù)事故數(shù)據(jù)歷史交通事故數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范場景AEB、ACC等規(guī)范中提到的場景真實(shí)數(shù)據(jù)源虛擬數(shù)據(jù)源人為構(gòu)造

50、場景5 通過理論分析構(gòu)造的場景場景庫構(gòu)建From: 江蘇智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心6464321路側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)駕駛模擬器場景車載采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)事故場景庫構(gòu)建確定單個(gè)虛擬場景的數(shù)據(jù)存儲方式與標(biāo)準(zhǔn)。 構(gòu)建單個(gè)自動駕駛測試虛擬場景靜態(tài)場景構(gòu)建：基于采集的傳感器、高精地圖等信息，根據(jù)數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為靜態(tài)場景數(shù)據(jù)，中間可能涉及采用專業(yè)軟件探面、探線、提取矢量化結(jié)果，實(shí)現(xiàn)分層分類和實(shí)體化，存儲幾何屬性等工作。動態(tài)場景構(gòu)建：基于采集的交通傳感器、路況等信息，根據(jù)數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為動態(tài)場景數(shù)據(jù)，中間可能涉及 對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將其轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化軌跡與屬性數(shù)據(jù)，基于基礎(chǔ)案例數(shù)據(jù)泛化生成多個(gè)動態(tài)場景等工作?；跀?shù)據(jù)

51、標(biāo)準(zhǔn)將靜態(tài)和動態(tài)場景整合為虛擬場景的數(shù)據(jù)格式，并存儲該場景的關(guān)鍵信息，例如數(shù)據(jù)采集的時(shí)間 地點(diǎn)，靜態(tài)場景類型（城市交叉口，高速收費(fèi)站等），動態(tài)場景類型（通暢、擁堵、闖紅燈、違規(guī)變道等）。構(gòu)建自動駕駛虛擬場景庫虛擬場景選?。焊鶕?jù)測試需求，總結(jié)所需的靜態(tài)場景和動態(tài)場景特征，在采集的虛擬場景中根據(jù)特征標(biāo)簽選取 適當(dāng)場景作為場景庫的組成部分；場景入庫：將選取的虛擬場景存儲到數(shù)據(jù)庫中，以與測試需求高度相關(guān)的特征標(biāo)簽作為數(shù)據(jù)庫檢索項(xiàng)，便于場 景快速檢索與提取。65場景庫構(gòu)建確定單個(gè)虛擬場景的數(shù)據(jù)存儲方式與標(biāo)準(zhǔn)。 構(gòu)建單個(gè)自場景庫的應(yīng)用路 側(cè) 數(shù) 據(jù)車 載 數(shù) 據(jù)場景源場景庫場景測試虛 擬 數(shù) 據(jù)場景 挖掘

52、場景 演繹場景 分級場景 分布加速 測試OpenDriveOpenScenario軟 件 在 環(huán)硬 件 在 環(huán)整 車 在 環(huán)仿真軟件車輛動力學(xué)控制器控制算法結(jié)果評價(jià)模擬計(jì)算雷慣定達(dá)導(dǎo)位構(gòu)造 場景標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范模擬器場景 分類From: 江蘇智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心66場景庫的應(yīng)用路 側(cè) 數(shù) 據(jù)車 載 數(shù) 據(jù)場景源場景庫場景測試仿真系統(tǒng)在進(jìn)行仿真任務(wù)時(shí)需要訪問大量采集或者生成的數(shù)據(jù)，并根據(jù)生成的數(shù)據(jù)利用CPU和GPU資源對數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理并還原，或者對已經(jīng)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行GPU渲染再現(xiàn)。這就需要使用一種機(jī)制將仿真任務(wù)分配到多個(gè)機(jī)器上，并且讓所有機(jī)器協(xié)同工作。分布式框架可以將計(jì)算和存儲任務(wù)進(jìn)行拆分，讓互相連

53、接的每一臺機(jī)器承擔(dān)一部分的計(jì)算 和存儲任務(wù)，并在需要的時(shí)候進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步和收集，降低單個(gè)節(jié)點(diǎn)成本，提供系統(tǒng)整體 的計(jì)算能力和存儲容量。常見的分布式框架有Hadoop，Storm，Spark。67分布式并行計(jì)算仿真系統(tǒng)在進(jìn)行仿真任務(wù)時(shí)需要訪問大量采集或者生成的數(shù)據(jù)，并根中心調(diào)度器網(wǎng)頁UI守護(hù)進(jìn)程守護(hù)進(jìn)程守護(hù)進(jìn)程守護(hù)進(jìn)程動力學(xué)模擬交通流模擬傳感器模擬場景數(shù)據(jù)和 時(shí)間服務(wù)器數(shù)據(jù)庫守護(hù)進(jìn)程守護(hù)進(jìn)程可視化節(jié)點(diǎn)Apollo接口CyberRT Apollo任務(wù)配置下發(fā)配置并監(jiān)督實(shí)時(shí)測試信息，UI交互計(jì)算架構(gòu)68中心調(diào)度器網(wǎng)頁UI守護(hù)進(jìn)程守護(hù)進(jìn)程守護(hù)進(jìn)程守護(hù)進(jìn)程動力學(xué)模擬基于Spark和Kafka的大數(shù)據(jù)的存

54、儲和處理實(shí)際路測會產(chǎn)生大量結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，首先將不同用戶的路測原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為內(nèi)部統(tǒng)一格式進(jìn)行分布式存儲，然后進(jìn)行清洗和處理成要求的案例格式方便后續(xù)并行仿真和編輯。大數(shù)據(jù)流的處理在某些需求中，處理流式數(shù)據(jù)，例如路側(cè)傳感器采集的視頻流等，對大數(shù)據(jù)流進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，如通過識別，清洗處理成內(nèi)部統(tǒng)一格式并進(jìn)行分布式存儲?；贙8S和Docker的資源調(diào)度和云仿真采用分布式仿真架構(gòu)，執(zhí)行不同任務(wù)的仿真節(jié)點(diǎn)完全容器化，在云端仿真運(yùn)行過程中可以根據(jù)配置進(jìn)行硬 件資源的申請并執(zhí)行仿真，在任務(wù)結(jié)束后，釋放之前申請的硬件資源。大數(shù)據(jù)仿真服務(wù)69單人、單任務(wù)本地版多人、多任務(wù)私有云版多人、多任務(wù)公有云版基于Spa

55、rk和Kafka的大數(shù)據(jù)的存儲和處理大數(shù)據(jù)仿真服務(wù)Sim-One 云仿真內(nèi)測版上線Sim-One全功能在線內(nèi)測版，支持在線編輯案例和交通流，能夠 實(shí)現(xiàn)批量測試，報(bào)告生成等功能。搭配Apollo自動駕駛系統(tǒng)（51 修訂版）實(shí)現(xiàn)在線案例運(yùn)行并生成報(bào)告。1U雙至強(qiáng)服務(wù)器最保守可支持4個(gè)決策規(guī)劃案例同時(shí)并行仿真，20U服務(wù)器可以支持80個(gè)案例同時(shí)并行仿真，并可持續(xù)擴(kuò)展。70Sim-One 云仿真內(nèi)測版上線Sim-One全功能在線內(nèi)測自動駕駛仿真測試應(yīng)用仿真測試 軟件現(xiàn)狀仿真 測試 方法 總體 介紹典型 仿真 軟件場景庫自動駕駛仿真測試環(huán)境搭 建技術(shù)方案仿真 系統(tǒng) 總體 介紹虛擬 環(huán)境 構(gòu)建傳感 器仿

56、真車輛 動力 學(xué)仿 真場景 庫構(gòu) 建數(shù)據(jù) 來源 與處 理自動駕駛仿真 測試應(yīng)用部件， 系統(tǒng)與計(jì)算整車硬構(gòu)架件在環(huán) 測試方法實(shí)現(xiàn)自 動駕駛 算法的 仿真測 試方法自動駕 駛仿真 測試的 驗(yàn)證與 精度問 題51Sim-One仿真軟件 操作演 示71自動駕駛仿真測試應(yīng)用仿真測試 軟件現(xiàn)狀仿真 測試 方法 總體部件，系統(tǒng)與整車硬件在環(huán)測試方法72場景庫仿真測試前期驗(yàn)證；大規(guī)模場景；大規(guī)模測試；開放道路中低速測試；城市工況；低危險(xiǎn)性場景；部件在環(huán)傳感器測試；控制器測試；系統(tǒng)級測試；封閉道路中低速測試；城市+部分高速；低危險(xiǎn)性場景；整車在環(huán)中高速測試；直道+小曲率彎；環(huán)境模擬；高危險(xiǎn)性場景；From: 江

57、蘇智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心部件，系統(tǒng)與整車硬件在環(huán)測試方法72場景庫仿真測試前期驗(yàn)證；感知，決策規(guī) 劃算法運(yùn)動控 制算法傳感器模型車輛動力學(xué)模型運(yùn)動執(zhí)行器域控制器真實(shí)傳感器部件人機(jī)交互虛擬環(huán)境與交通場景模型MIL/SILHIL整車系統(tǒng)/駕駛員/乘客DIL/VIL部件，系統(tǒng)與整車硬件在環(huán)測試方法引用：Tech Report，SAFETY FIRST FOR AUTOMATED DRIVING73感知，決策規(guī) 劃算法運(yùn)動控 制算法傳感器車輛動力運(yùn)動執(zhí)行域控術(shù)語定義：MIL：Model in loop, 驗(yàn)證控制算法模型是否準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了功能需求；SIL: Software in loop，在PC上驗(yàn)證代

58、碼實(shí)現(xiàn)的功能是否與模型一致；PIL: Processor in loop，在目標(biāo)處理器上驗(yàn)證代碼實(shí)現(xiàn)的功能是否與模型一致；HIL: Hardware in loop，在ECU/域控制器/整套系統(tǒng)上驗(yàn)證代碼實(shí)現(xiàn)的功能是否與需求定義一致。XIL在環(huán)仿真系統(tǒng)術(shù)語定義：XIL在環(huán)仿真系統(tǒng)XIL在環(huán)仿真系統(tǒng)真實(shí)傳感器零部件V2XGPS+IMUCarSim決策規(guī)劃算法感知融合算法虛擬仿真系統(tǒng)（51SimOne）自動駕駛算法（RTOS）整車動力學(xué)系統(tǒng)（RTOS）Carmaker傳感器模型靜態(tài)場景動態(tài)場景場景還原虛擬仿真高 精 地 圖 導(dǎo) 入運(yùn)動控制算法域控制器運(yùn)動執(zhí)行 機(jī)構(gòu)人 機(jī) 交 互/ 駕 駛員MIL/

59、SILHILRadar+Lidar+ Camera系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域：ADAS決策及控制算法（AEB、ACC、LKA等）的開發(fā)與驗(yàn)證自動駕駛決策及控制的開發(fā)與驗(yàn)證毫米波雷達(dá)功能測試和性能測試圖像感知算法的開發(fā)激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理算法的開發(fā)XIL在環(huán)仿真系統(tǒng)真實(shí)傳感器零部件V2XGPS+IMUCar攝像頭在環(huán)仿真系統(tǒng)高性能電腦51VR虛擬視景高性能電腦51VR車輛動力學(xué)車輛狀態(tài)車輛位置視頻暗箱CameraECU車輛狀態(tài)控制信號視頻信號攝像頭在環(huán)：支持直接輸出攝像頭捕 捉到的圖像，提供視頻暗箱或者圖像 直接注入兩種HIL仿真方式。攝像頭在環(huán)仿真系統(tǒng)高性能電腦51VR虛擬視景高性能電腦51V毫米波雷達(dá)在環(huán)

60、仿真系統(tǒng)將虛擬交通場景端車輛的位置、速度、RCS值等信號 通過真實(shí)的毫米波雷達(dá)發(fā)送給ADAS或自動駕駛系統(tǒng)。構(gòu)成：毫米波雷達(dá)目標(biāo)模擬器 射頻暗箱收發(fā)天線 轉(zhuǎn)臺運(yùn)動機(jī)構(gòu)毫米波雷達(dá)在環(huán)仿真系統(tǒng)將虛擬交通場景端車輛的位置、速度、RC密歇根州立大學(xué)的自動駕駛專家彭暉教授：任何成功的自動駕駛系統(tǒng)都是99%以上的模擬，加上一些 精心設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)化測試，再加上一些路測。自動駕駛仿真技術(shù)，是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，它比傳統(tǒng)ADAS仿真系統(tǒng)研發(fā)更為復(fù)雜， 對系統(tǒng)在解耦和架構(gòu)上的要求非常高。類似其它通用仿真平臺，它必須盡可能的真實(shí)，而對仿真系統(tǒng) 進(jìn)行分析和研究的一個(gè)基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性的問題就是將系統(tǒng)模型化，通過