作者：HemanthKolera,MSCSoftware

Tushar Bhanage, VIRES Simulations technologie GmbH

and KATECH Korea

自動駕駛汽車及其相關技術正成為當今社會的重要組成部分。在設想功能齊全且安全的自動駕駛汽車之前，各公司都正在開發(fā)高級駕駛員輔助系統(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復雜的道路網(wǎng)絡。據(jù)估計，到 2025 年，ADAS 市場將達到 6.599 億美元。（數(shù)據(jù)來源：Frost and Sullivan）

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

自動駕駛汽車的樣機開發(fā)和測試是一項重大的行業(yè)挑戰(zhàn)。由于關鍵場景的數(shù)量巨大，物理測試很復雜，且不能保證完整的測試覆蓋率，因此需要基于仿真的測試方法，而且，更加復雜的 ADAS 功能必須在整個車輛系統(tǒng)中使用適當保真度的工具進行分析和驗證。

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

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

為了說明確保決定性結果的復雜工具鏈所具有的挑戰(zhàn)，KATECH 選擇了 Adams 和 VTD 集成。Adams 是多體動力學仿真領域的領導者。它是車輛動力學建模的事實標準。Adams Car 是 Adams 汽車行業(yè)的垂直解決方案，允許用戶使用預建模板創(chuàng)建完整的車輛虛擬樣機。用戶可以通過多個開環(huán)和閉環(huán)車輛事件和場景來運行這些樣機。使用這種方法，工程師可以虛擬地執(zhí)行他們通常在測試實驗室或測試軌道上運行的相同測試。所有這一切都在很短的時間內(nèi)完成，并且不需要物理樣機。使用標準工具獨立接口（例如 FMI），Adams 可以與其他工具（例如 VTD）連接，從而為自動駕駛應用提供解決方案。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力學的任何地方。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。

Adams 中的高保真建模方法提供了一個機會，使得從設計到驗證的所有開發(fā)階段都使用相同的車輛模型。

為了解決實時仿真問題，虛擬實驗駕駛 (VTD) 可以創(chuàng)建類似于現(xiàn)實世界的虛擬環(huán)境。KATECH 能夠仿真復雜的城市情況，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、一天中的時間、能見度、降水和車輛動力學。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展解決方案，具體取決于您要為被測系統(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性偽影。VTD 支持 OpenDRIVE、OpenCRG 和 OpenSCENARIO 等開放標準，以創(chuàng)建道路網(wǎng)絡并管理這些模擬道路網(wǎng)絡中的動態(tài)特征。這些開放標準提供了完全的靈活性來集成第3方工具，這些工具是KATECH所需要的。


圖 1: 在 KATECH 使用Adams-VTD 集成進行模擬器設置


圖2: 用于車輛動力學分析的 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。一方面，Adams 有助于解決與車輛動力學相關的復雜挑戰(zhàn)，而另一方面， VTD 有助于驗證和確認基于標準化文件格式的場景，從而提供更多自主權。被測系統(tǒng)的虛擬驗證正在迅速增加，因此需要穩(wěn)定的解決方案。Adams – VTD 的聯(lián)合仿真功能可以實現(xiàn)具有穩(wěn)定性和確定性結果的實時仿真，即使仿真的保真度因多個車輛動力學模型或不同場景而有所不同。

Adams – VTD 集成是分析 ADAS 功能和自動駕駛汽車的開始階段。海克斯康提供從早期軟件開發(fā)到在實際道路上驗證樣機車輛的多種解決方案。這包括使用通過Content Programme提供的徠卡測量系統(tǒng)的道路掃描、來自NovAtel 的 GNSS 傳感器的驗證以及來自 AutonomouStuff 的車輛樣機驗證。海克斯康的完整解決方案提供了一個機會，可以減少對第三方工具的依賴，從而實現(xiàn)完整解決方案的內(nèi)部測試并作為單一采購技術供應商。