隨著汽車行業(yè)努力提高安全性并實(shí)現(xiàn)高級(jí)自動(dòng)駕駛的優(yōu)勢(shì)，證明電子車輛控件將安全執(zhí)行的復(fù)雜性呈爆炸性增長。因此，仿真在驗(yàn)證安全性方面的作用正在擴(kuò)大，促使許多工具提供商轉(zhuǎn)向可擴(kuò)展的基于云的架構(gòu)，這些架構(gòu)可并行運(yùn)行操作以縮短分析時(shí)間。

汽車制造商和Tier 1s已經(jīng)認(rèn)識(shí)到模擬作為使無數(shù)自動(dòng)駕駛的軟件和硬件元素協(xié)同工作的不可或缺的工具的價(jià)值。高水平的自動(dòng)駕駛要求車輛控件“了解”許多復(fù)雜的外部元素，而這些元素比常規(guī)的車載系統(tǒng)（例如發(fā)動(dòng)機(jī)控件）具有更多的變量。攝像頭，雷達(dá)和激光雷達(dá)必須監(jiān)視行人，車輛和高速公路標(biāo)記。

一句話：并行化

隨著數(shù)量激增的傳感器為做出關(guān)鍵駕駛決策的電子控件提供輸入，管理模擬和驗(yàn)證操作中涉及的海量數(shù)據(jù)變得越來越耗時(shí)。驗(yàn)證傳感器和控制功能的運(yùn)行與設(shè)計(jì)要驗(yàn)證的系統(tǒng)一樣重要。

“人們談?wù)摳玫募す饫走_(dá)或人工智能，說它們將解決自動(dòng)駕駛汽車的問題，” metamoto業(yè)務(wù)發(fā)展負(fù)責(zé)人杰夫·布萊克本說。“我們認(rèn)為，將性能良好的自動(dòng)駕駛汽車推向市場(chǎng)的關(guān)鍵技術(shù)將是仿真。處理模擬的最佳方法是使用基于云的可大規(guī)模擴(kuò)展的工具，該工具可以并行運(yùn)行許多模擬。”

像metamoto和Cognata這樣的新興公司都在采用這種可擴(kuò)展的，基于云的方法，從而贏得了擁護(hù)者。他們說，這種方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件供應(yīng)商所使用的體系結(jié)構(gòu)根本不同。許多一級(jí)和OEM廠商都在使用云進(jìn)行仿真，盡管一些主要參與者正在使用專有云。使用可以放置在任何地方的計(jì)算機(jī)服務(wù)器，工程團(tuán)隊(duì)可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)虛擬測(cè)試。

科涅塔（Cognata）戰(zhàn)略與政策總監(jiān)海克基·萊恩（Heikki Lane）表示：“當(dāng)您查看功能需求的數(shù)量以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)要做的事情時(shí)，它已經(jīng)超越了傳統(tǒng)技術(shù)的功能。” “云允許訪問提供幾乎無限的擴(kuò)展。當(dāng)客戶遷移到云中時(shí)，他們可以并行化操作，而無需串行運(yùn)行。”

當(dāng)然，傳統(tǒng)的開發(fā)軟件供應(yīng)商并沒有停滯不前。他們?cè)谠鰪?qiáng)現(xiàn)有工具的同時(shí)，還順應(yīng)了并行架構(gòu)的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的工作站和本地?cái)?shù)據(jù)中心將仍然是建模，仿真和驗(yàn)證的中心工具，但是它們被更加并行化的架構(gòu)所擴(kuò)展。

西門子數(shù)字工業(yè)軟件公司自動(dòng)駕駛計(jì)劃負(fù)責(zé)人Matthieu Worm表示：“我們?cè)诟兄惴ㄩ_發(fā)方面做了大量工作，正在尋找加快計(jì)算速度的方法。“我們還在為集群環(huán)境和云環(huán)境開發(fā)更多軟件。”

模擬中的所有活動(dòng)都強(qiáng)調(diào)了確定自動(dòng)駕駛技術(shù)是否能在最復(fù)雜的駕駛情況下提供安全性的復(fù)雜性。盡管設(shè)計(jì)工具可以生成精確模擬實(shí)際操作的高度逼真的測(cè)試，但即使是模擬軟件供應(yīng)商也認(rèn)為虛擬測(cè)試不會(huì)消除物理駕駛測(cè)試。

萊恩說：“我認(rèn)為身體測(cè)試不會(huì)減少，它們可能會(huì)增長。” “除此之外，模擬的數(shù)量將繼續(xù)增長。”

這些模擬現(xiàn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了車輛。達(dá)索（Dassault）和西門子（Siemens）等傳統(tǒng)供應(yīng)商解決了從硅片到智能城市規(guī)劃的廣泛移動(dòng)性。這種廣泛的影響力甚至可以擴(kuò)展到交通信號(hào)燈等道路系統(tǒng)。

“從芯片到城市，我們首先要模擬設(shè)計(jì)中使用的芯片，然后采用這些芯片和建筑系統(tǒng)，然后再進(jìn)入城市層面，” Worm說。“在城市一級(jí)，我們是基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的大型供應(yīng)商。”

測(cè)試通用性至關(guān)重要

對(duì)于在確保自動(dòng)駕駛汽車安全性方面承擔(dān)任務(wù)的人員而言，在多種駕駛情況下測(cè)試多種類型車輛的復(fù)雜性提出了重大挑戰(zhàn)。許多參與開發(fā)和驗(yàn)證的人認(rèn)為，需要一些通用測(cè)試作為確定車輛系統(tǒng)是否安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。

“進(jìn)行可重復(fù)的測(cè)試很重要，”Worm說。“每個(gè)人都需要對(duì)不同的車輛進(jìn)行相同的測(cè)試。

對(duì)通用測(cè)試的需求擴(kuò)展到了車輛認(rèn)證的關(guān)鍵法規(guī)方面。國家公路交通安全管理局。（NHTSA）與業(yè)界合作，以確保所有車輛均使用相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。考慮到確保車輛在各種情況下都能很好地響應(yīng)的復(fù)雜性，沒有任何一套測(cè)試可以保證完全的安全性，但是幾乎沒有標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試可以用來證明基本能力。

“如果要將模擬作為車輛驗(yàn)證過程的一部分，我認(rèn)為您必須擁有一個(gè)已達(dá)成共識(shí)的方案庫，”布萊克本說。“我不認(rèn)為NHTSA可以開發(fā)出一種用于自動(dòng)駕駛的測(cè)試技術(shù)，而且NHTSA不會(huì)讓汽車公司對(duì)車輛進(jìn)行自我驗(yàn)證。”

并非所有傳感器輸出都相等

在監(jiān)管機(jī)構(gòu)努力應(yīng)對(duì)車輛安全方面的同時(shí)，工程團(tuán)隊(duì)也在努力創(chuàng)建這些安全系統(tǒng)。模擬傳感器突出了所出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。

如今，大多數(shù)傳感器模塊實(shí)際上都是黑匣子，可為汽車制造商和供應(yīng)商提供有關(guān)物體的信息，并發(fā)送對(duì)決策至關(guān)重要的電子控制信息。缺乏有關(guān)輸出的信息，使得仿真供應(yīng)商很難知道他們是否準(zhǔn)確地代表了傳感器的輸出。大多數(shù)傳感器供應(yīng)商一直不愿透露他們使用的代碼，但情況可能會(huì)有所變化。

布萊克本說：“我們有興趣拍攝給定數(shù)量的場(chǎng)景，看看我們的模型在輸出方面是否能給我們帶來相同的結(jié)果。” “我們與雷達(dá)，攝像機(jī)和激光雷達(dá)提供商有正式和非正式的關(guān)系，我們要求他們提供一個(gè)方案，然后我們將這些方案中的原始數(shù)據(jù)發(fā)送給他們，并要求他們將其與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。這是一個(gè)反復(fù)的過程。”

與自主技術(shù)的大多數(shù)發(fā)展方面一樣，有許多細(xì)微之處可以改變虛擬傳感器輸出和物理傳感器輸出。例如，天氣條件是照相機(jī)的一個(gè)因素。激光雷達(dá)增加了從目標(biāo)反射的光線，帶來了許多額外的參數(shù)。

布萊克本說：“使用激光雷達(dá)，有時(shí)會(huì)遺漏一些東西，那就是您需要知道光束是撞擊濕的還是干燥的表面，無論是行人還是金屬。” “該軟件需要考慮材料特性。”

人工智能將是重要的元素，它可以幫助工具提供商開發(fā)測(cè)試并幫助系統(tǒng)開發(fā)人員改善其數(shù)據(jù)收集和分析技術(shù)；人工智能可以幫助公司構(gòu)建測(cè)試場(chǎng)景，幫助他們改變條件并創(chuàng)建在現(xiàn)實(shí)世界中可能難以運(yùn)行的測(cè)試。

當(dāng)AI在車輛系統(tǒng)中使用時(shí)，它將對(duì)負(fù)責(zé)驗(yàn)證安全性的人員提出許多挑戰(zhàn)，因?yàn)锳I對(duì)刺激的反應(yīng)會(huì)根據(jù)條件而變化，這意味著更多潛在變量。再次，公司可能會(huì)聚在一起創(chuàng)建一些標(biāo)準(zhǔn)方案，以測(cè)試該技術(shù)的輸出以確定其安全性。

作者：TERRY COSTLOW