軟硬一體化有助於實現演算法調優,已成為當下智慧科技產品的核心命脈。
針對汽車自動駕駛技術與產品開發面臨的痛點與挑戰性難題,PanoSim 推出了高精度、高階實時、軟硬體一體化自動駕駛模擬實驗臺 PanoSim-xPilot。PanoSim-xPilot 可廣泛支援汽車自動駕駛包括智慧駕駛、智慧網聯、智慧底盤、智慧座艙等在內的技術研發與產品開發,及產業化所需的測試、驗證與評價等。
“十四五”期間,智慧網聯汽車政策不斷髮力,中國智慧網聯汽車產業已進入黃金髮展期。近日,工信部公開徵求對《國家車聯網產業標準體系建設指南(智慧網聯汽車)(2022年版)》(徵求意見稿)的意見,以推動智慧網聯汽車產業高質量發展,加快建設汽車強國。
模擬測試是智慧網聯汽車的關鍵核心技術之一
。為大幅降低自動駕駛產品開發和測試過程中的道路測試需求,以更安全、高效的實驗室測試取代高風險、高成本的道路測試,
深耕智慧駕駛模擬領域十數年的PanoSim
打造了一款
高精度、高階實時自動駕駛模擬實驗臺——PanoSim-xPilot
,為自動駕駛研發和測試提供安全、高效的全流程一體化解決方案。
自動駕駛模擬測試面對的挑戰:置信度&覆蓋度
模擬測試技術要真正滿足自動駕駛開發和測試需求,需要解決兩大難題:
模擬模型的置信度和場景模型的覆蓋度
。
模擬測試的意義在於,透過測試得到的資料來推動演算法的更新和迭代,從而在虛擬的模擬層面解決實際的應用問題。若要實現業界普遍認可的目標:
99.9%的模擬測試+0.09%封閉場地測試+0.01%道路測試
,模擬模型必須滿足精度和置信度要求,模擬結果必須是可信、可靠的。
汽車行駛環境十分複雜,且不可預測、難以複製、不可窮舉。而自動駕駛演算法沒有人類的邏輯思維能力,只有對其進行儘可能多的場景測試和訓練,自動駕駛演算法才可能越來越接近人類駕駛員。這就要求模擬場景可以儘可能覆蓋更多更廣的極端案例。
此外,汽車技術和產品,特別是現代主動安全和智慧行駛技術及其相關產品的研發涉及從概念設計與定義、系統設計與分解、軟硬體設計與開發、系統整合、測試與驗證等諸多技術環節,而不同研發階段又有著不同的技術需求。傳統的模擬模擬工具往往建立在不同的軟體平臺,
模擬時序不同步、資料不相容、使用者介面不統一、資料處理不一致及模擬與測試和驗證脫節
等問題,不僅嚴重影響了開發效率,而且造成了系統維護的困難。
PanoSim-xPilot 產品組成
PanoSim-xPilot採用
高精度物理建模
、
高逼真環境渲染
、
高效率數值模擬
等技術及虛實融合的數字孿生模擬理念,構建出反映真實物理世界複雜的 “人-車-路-環”系統強耦合特徵的多物理體在環軟硬一體化模擬實驗平臺。
PART 01 模擬實驗中控臺(PanoSim-RT)
用於構建模擬實驗、配置模擬引數、呼叫模擬工具鏈等,由以下三部分組成:
--模擬工具鏈
PanoExp:模擬實驗構建與中控臺執行
WorldBuilder:模擬場地及場景構建軟體工具
VehicleBuilder:車輛及車輛動力學模型構建軟體工具
SensorBuilder:感測器模型引數配置與感測器安裝軟體工具
TestBuilder:模擬實驗自動化工具
PlotBuilder:模擬資料後處理及繪圖軟體工具
--模擬場景庫
豐富的高速公路、城市工況、停車場等場景庫
法律法規、標準規範等測試場景庫
道路及路面路網模型、高精地圖匯入
天氣(雨、雪、霧、霾)及光照模型
異常交通流和干擾交通流模型
數百畝測試場和大型城市場地、數百種各類交通參與物
--演算法開發平臺
支援與Matlab/Simulink的無縫協同與聯合模擬
支援C/C++、Python演算法開發環境
豐富的介面API和資料匯流排DataBus,支援二次開發
支援雲平臺的雲端一體模擬
支援虛實融合的數字孿生模擬
PART 02 駕駛模擬器(PanoDrive)
駕駛模擬器,提供逼真的駕駛場景、駕駛體驗、人機互動和力感反饋,支援駕駛員在環駕駛模擬和人機共駕,包括:
--轉向力感模型及方向盤力感模擬系統
--踏板力感模擬(油門/制動踏板)
--高精度實時車輛動力學模型(xCar-RT)
--場景模型及沉浸式高畫質晰影片顯示
--高靈活度人機互動平臺(HMI/HUD)
PART 03 感測器模擬器(SensorBox)
基於高精度感測器模型,進一步產生與真實感測器一致的感測訊號輸出,形成與真實車輛和場地實驗一致的感測器訊號模擬,包括:
--感測器模型
相機模型(單/雙目、魚眼等)
雷達模型(毫米波、超聲波、鐳射等)
IMU、GNSS、無線通訊等
--感測器訊號模擬
相機原始影象訊號(LVDS)
雷達目標及回波訊號(CAN、CANFD、LIN、單wire、DSI3)
鐳射點雲訊號(ETH)
GNSS/IMU訊號(CAN/ETH)
PART 04 車輛模擬器(PanoBox)
實時模擬機,用於實時執行車輛動力學模型,以實現對各類車輛的模擬,給上層演算法提供類真車的受控物件:
--複雜車輛動力學實時模型 (xCar-RT)
高精度非線性27自由度車輛動力學模型
支援多車、高效實時執行,執行步長小於1ms
完全相容CarSim-RT
--電動汽車車輛動力學模型 (xCar-E)
包括電池、電機機器相應的動力傳動系統模型
PanoSim-xPilot核心優勢
PART 01 高精度和高效車輛動力學模型
PanoSim-xPilot擁有汽車高精度建模和高效數值模擬等關鍵技術,車輛動力學模型(xCar-RT)在模擬精度上
與實測資料高度一致
,可支援汽車在包括大氣非線性、極限條件及自動駕駛軌跡跟隨與安全避撞等在內的各種工況下的高逼真模擬與模擬。
PART 02 高逼真度行駛環境及環境感測器模型
PanoSim-xPilot擁有對汽車複雜行駛環境和環境感測器建模的關鍵技術,還擁有對汽車複雜行駛環境和環境感測器建模的關鍵技術和對汽車行駛道路和道路網路拓撲結構、數字地圖、GPS導航、交通標記和訊號、汽車行駛場景等的模擬,支援車車通訊的車載無線通訊通道建模和支援車聯網的無線路由及無線通訊網路建模等關鍵技術。
PART 03 完整且一體化模擬模擬工具鏈
PanoSim-xPilot建立了一個高效、完整和一體化的自動駕駛模擬平臺,包括從離線模擬、實物/硬體在環和駕駛員在環等實時模擬到實車測試的無縫工具鏈和資料鏈,形成了基於該平臺下汽車新產品、新技術開發在不同階段、不同環節和不同需求下的分析、設計、測試和驗證等一體化研發流程,並形成一個支援先進技術和產品開發的高效、完整和一體化的技術產品開發體系。
PART 04 支援自動化測試和評價
PanoSim軟體內建的TestBuilder自動化測試客戶端及軟體內建的豐富場景及泛化能力,加上內建的豐富檢測器、評價系統和自動化報告生成能力,可提供一站式自動化測試、評價和報告輸出。
PART 05 豐富的軟硬體I/O介面和開放的軟硬體架構
PanoSim-xPilot支援豐富的感測資料訊號介面,提供真值/目標/原始訊號等方式的輸出,支援控制、決策/規劃、感知演算法的整合與解耦開發,提供豐富的動力學主車控制訊號輸入支援及數字主車控制訊號輸入支援。搭配豐富的目標級和訊號級感測訊號注入硬體板卡,可提供一站式感知系統注入搭建服務。
基於開放的軟體架構進行設計,提供豐富的API支援二次開發,支援面向不同開發物件和開發方式的模擬系統快速搭建,支援多種演算法開發和除錯平臺,如Simulink/C++/Python等,支援快速對接ROS/ROS2/CyberRT等主流的自動駕駛軟體棧系統框架。
PART 06 高精度轉向力感模擬
基於機器學習技術和資料驅動力感建模方法,實現了力感反饋系統的高精度跟隨和低延遲響應,在力感模擬精度、系統響應時間等各項技術指標上均達到國際領先水平。
PanoSim-xPilot 行業應用
PART 01 自動駕駛技術與產品研發
汽車產業鏈各個環節的正向研發都離不開工具鏈的支援,傳統歐美巨頭的工具鏈產品目前還無法滿足自動駕駛產品正向研發的需求,PanoSim作為國產自研的模擬工具鏈,能夠提供全產業鏈、全週期的智慧網聯汽車正向研發。
PART 02 自動駕駛產品測試認證
自動駕駛汽車產品上市,其功能性和安全性都需要透過嚴格的行業認證,目前L3+級別自動駕駛產品上市需要完整行業測試認證體系。PanoSim目前已成功為國家智慧商用車檢測中心、中國汽研、中汽中心、國汽智聯等國家級檢測機構提供產品/服務保障。
PART 03 自動駕駛產品檢驗檢測
自動駕駛汽車產品所用的零部件,如感測器、處理器等,目前還缺乏統一的行業質量檢驗檢測標準體系。從自動駕駛行駛安全性角度出發,圍繞產品質量的上市前及使用過程(如年檢)中的檢驗檢測必不可少,PanoSim目前已與國內一些頭部檢測機構合作,探討以模擬工具鏈支撐行業檢驗檢測體系建設的方法。
PART 04 汽車智慧化科研與教育
汽車智慧化大潮引發的技術換道和產業升級,也帶來了汽車智慧化方向科研和教育的極大需求,模擬工具鏈是支援當前高校和科研機構的智慧駕駛方向科研,以及未來智慧駕駛方向工程師培養的必不可少的基礎軟體產品。PanoSim除了提供軟硬一體化的自動駕駛模擬實驗臺產品,另外還整合資源編撰了3部智慧駕駛方向的專業教材,支援中國高校智慧駕駛方向的教育。
日前,中國公路學會、中國汽車工程學會及中國通訊學會聯合釋出了《車路協同自動駕駛一致行動宣言》,正式啟動車路協同自動駕駛一致行動計劃。作為中國汽車工程學會的會員單位,PanoSim將與相關高校、企業和科研機構一起
加強基礎技術攻關,注重資源共享,開展協同創新,突破一批“卡脖子”核心技術
,爭取早日實現交通強國、汽車強國!