Společnost MSC Software (MSC), součást divize Hexagon Manufacturing Intelligence, oznámila uvedení virtuálních testovacích jízd (VTD) pro simulační software Adams, kombinující špičkovou dynamiku vozidel se simulacemi virtuálních testovacích jízd pro urychlení vývoje nové generace pokročilých asistenčních systémů pro řidiče (ADAS) a bezpečných autonomních vozidel. Osobní vozidla již mohou číst dopravní značky nebo detekovat projížděný provoz, ale tyto funkce ADAS 2+ závisí na zdokonalené fúzi senzorů – procesu slučování dat z více senzorů s vysokou spolehlivostí, aby elektronické systémy mohly přijímat bezpečná rozhodnutí. Zároveň budoucí autonomní algoritmy řízení vyžadují realistická testovací data pro výzkum a cvičné modely. VTD pro Adams zrychlují vývoj tím, že simulují chování dynamicky jedoucího vozidla a jeho senzorů ve složitých prostředích na silnici.
Pomocí simulačního softwaru Adams ověřili výrobci automobilů dynamické modely vozidel pomocí silničních testů, aby porozuměli pohybům a manipulacím s vozidlem. Prostřednictvím otevřeného rozhraní je nyní možné „řídit“ tato vozidla v simulovaném prostředí silnice poskytovaném platformou Virtual Test Drive (VTD).
Vývoj bezpečnostního systému
Systémy ADAS musí chránit lidi, a to i za extrémních okolností fyzikálních limitů vozidla. Na Adams připravená VTD simuluje pohyby vozidla na základě podmínek na silnici (např. sklon, tření), aby se určilo chování vozidla (např. vůz se sklouzne nebo nakloní) a vyhodnotí nejlepší postup (např. zda změnit pruh, nebo nakolik brzdit).
Luca Castignani, automobilový stratég v MSC Softwaru, říká: „Simulace musí být přesná na centimetry, ne na metry, protože zlomek sekundy způsobuje rozdíl v nejsložitějších faktorech. S VTD připraveným na Adams jsme spojili vývoj softwaru a automobilové inženýrství, aby se průmysl mohl přesunout z »co by mělo vozidlo dělat?« do »dokáže se s tímto příkazem vypořádat? a vyvinout novou generaci bezpečných vozidel«.“
Senzorové vnímání
Na přesné informace z kamer, radaru/lidaru nebo satelitní navigace spoléhají ADAS systémy k přijímání kritických rozhodnutí z hlediska bezpečnosti. Nyní lze identifikovat slepá místa způsobená dynamikou vozidla a vozovky, aby se určilo, na které senzory se kdy bude možné spolehnout. Například zajištění toho, aby vůz, který jede přes zpomalovací práh, byl schopen vnímat chodce, i když vibrace kamery ztěžují, nebo dokonce zabraňují sledování.
Výrobci originálního vybavení vozidel (OEM) mohou vyhodnotit, jak senzory fungují, když jsou vystaveny vibracím nebo změnám orientace, takže mohou nákladově efektivně rozvíjet fúzi senzorů mezi silničními testy. Luca Castignani vysvětluje: „Vnímání kamery namontované na kabině kamiónu se může podstatně změnit ve vztahu k radarovým měřením během brzdného manévru – jak blízko je tedy vůz vpředu? Umožňujeme technikům ADAS vyvinout tak robustní testovací případy, abychom zvýšili důvěru v jejich rozhodnutí a vyvinuli přesné spojení senzorů.“
Modely Adams lze nyní použít přímo ve VTD 2019.1 pomocí otevřeného funkčního maketového rozhraní (Functional Mock-up Interface – FMI), s flexibilní konfigurací pro simulaci jakéhokoli vozidla včetně nákladních vozidel s více než 4 koly a přívěsy. VTD zaručuje synchronicitu pro robustní simulaci se softwarem Adams v reálném čase nebo rychleji. Firmy nyní mohou „přivést svou vlastní umělou inteligenci“ pomocí otevřeného rozhraní ke vložení svých ovladačů ve smyčce do VTD, poté otestovat a vycvičit své algoritmy pro automatické řízení v přesnější simulaci s bohatšími daty.
VTD 2019.1 podporuje standardy součinnosti OpenDRIVE 1.5 a OpenSCENARIO 0.9 a nabízí vylepšenou simulaci lidaru s přesnějším sledováním paprsků akcelerovaným grafickým procesorem a schopnostmi simulovat povrchovou interakci. Je k dispozici pro Red Hat Linux 7.3, s volitelnou dockerovou kontejnerizací modulů pro usnadnění integrace VTD do virtuálních testovacích prostředí zákazníků a zjednodušené nasazení do cloudové nebo on-premise infrastruktury.
Více o Virtual Test Drive
Kompletní řetěz nástrojů pro řízení simulačních aplikací
VTD je sada nástrojů pro vytváření, konfiguraci, prezentaci a hodnocení virtuálních prostředí v rámci simulací založených na silnicích a železnicích. Používá se pro vývoj ADASu a automatizovaných systémů řízení a také jako jádro výcvikových simulátorů. Pokrývá celou škálu od generování 3D obsahu přes simulaci složitých provozních scénářů a nakonec až po simulaci zjednodušených nebo fyzikálně ovládaných senzorů. Používá se v aplikacích SiL, DiL, ViL a HiL a může být také provozován jako kosimulace zahrnující balíčky třetích stran nebo uživatelské balíčky. Díky svému otevřenému a modulárnímu provedení může být snadno propojen a integrován.
Vytváření virtuálních světů
Interaktivní editor silniční sítě (Road Network Editor – ROD) umožňuje navrhovat silniční a železniční sítě v plném detailu s neomezeným počtem jízdních pruhů, složitých křižovatek, komplexních značek a signalizací. Spojuje a exportuje logická a grafická data konzistentně z jediného zdroje.
Virtuální světy lze navrhovat od nuly nebo kompilovat z existujících databázových dlaždic. Různé formáty importu a exportu, stejně jako velké knihovny 3D modelů a značek/signálů specifických pro danou zemi urychlují proces vytváření.
Všechna logická data jsou exportována v souladu s formátem OpenDRIVE. Data OpenCRG lze propojit s databází. Export grafických dat může být přizpůsoben.
Konfigurace virtuálních světů
Dynamický obsah je definován pomocí interaktivního editoru scénářů. Vizualizuje základní databázi OpenDRIVE a umožňuje uživateli specifikovat provoz jako jednotlivé objekty a jako autonomní roje kolem klíčových entit. Podporována jsou prostředí pro řízení vlevo i vpravo. Rozsáhlá knihovna vozidel, chodců a vlastností řidičů může být snadno přizpůsobena. Pomocí několika kliknutí myší může uživatel definovat cesty pro jednotlivé entity, konfigurovat programy pro řízení signálu, umisťovat objekty a přidávat události z rozsáhlé sady akcí.
Během fáze simulace je podporováno monitorování v reálném čase a injektování příkazů. Nativní podpora pro OpenSCENARIO je k dispozici od roku 2018.
Simulace virtuálních světů
Bez ohledu na to, v jakém prostředí pracujete (XiL), jak vypadá vaše časová základna (v reálném čase nebo mimo reálný čas) nebo jaké další komponenty jsou zahrnuty (kosimulace) – VTD se plynule přizpůsobí. Uživatel může kdykoli převzít plnou kontrolu nad prováděním simulace, určit různé časové kroky a konzumovat data objektů, obrázků a senzorů prostřednictvím celé řady rozhraní (síť, sdílená paměť atd.). Injektován může být libovolný počet externě vypočítaných entit a může být paralelně spuštěno nebo vzájemně propojeno více instalací. VTD může být provozován v prostředí od jednoho počítače až po plnohodnotnou soustavu mnoha počítačů (High-performance computing – HPC).
Přizpůsobení virtuálních světů
Uživatel může přizpůsobit VTD na různých úrovních. MSC Software poskytuje SDK sady spolu s připravenými šablonami pro simulaci senzorů (založených na seznamu objektů a fyzice), simulaci dynamiky a generování obrazu. Otevřená rozhraní pro řízení dat v provozu a simulaci usnadňují integraci VTD do jakéhokoli prostředí. VTD běží na systémech Linux a je – díky rozsáhlému používání síťových rozhraní – nejen modulární, ale také mimořádně škálovatelný.
Komplexní testování vozidel bez sestaveného prototypu vozidla
Automobilový průmysl stojí proti destruktivním změnám na více frontách. Tyto zahrnují pokračující digitalizaci automobilových dílů a sestav s neustále se zvyšujícím elektronickým a softwarovým obsahem, technickými a regulačními požadavky uloženými tlakem na autonomii a zásadním narušením základních operací a procesů předepsaných elektrifikací. Tyto výzvy umocňují trendy vývoje vozidel, které vyžadují kratší dobu na uvedení na trh, pod přísnějšími rozpočty a stále rostoucími požadavky zákazníků.
V tomto inženýrském prostředí se výrobci automobilů opírají o nejmodernější přístupy k testování vozidel, které snižují potřebu fyzického prototypování a komprimace vývojových cyklů, aniž by byla ohrožena bezpečnost a kvalita. Takové přístupy zahrnují integrované fyzikální testy a fyzické simulace v reálném čase.
Adams je zlaté standardní řešení pro multi-body simulaci. Během několika desetiletí pomáhal Adams konstruktérům orientovat se ve složitých problémech při návrhu komponent a systémů. Cílem Adams Real Time, Multi-body Dynamics (MBD) řešení v reálném čase od firmy MSC, je přivést tyto časem prověřené výhody k technikům testujícím a kalibrujícím vozidla. Modely vozidel Adams, které ovládají návrh systému, lze nyní opětovně použít pro verifikaci a validaci systému, což umožňuje technikům zavádět nepřetržitou a konzistentní digitální reprezentaci systému vozidla od konceptu po ověření. Tento přístup založený na jednom nástroji / jednom modelu může týmům testujícím vozidla pomoci ušetřit čas a peníze tím, že konsoliduje simulační nástroje a redukuje fyzické prototypování.
Od svého uvedení v roce 2017 měl Adams Real Time důkladný dopad na inženýrské procesy zákazníků MSC. Jako příklad lze uvést, že společnost Ford Motor Company rozpoznala příležitost využít svou stávající znalostní základnu Adams dále ve vývojovém cyklu pro testování a kalibraci vozidel pomocí systému Adams Real Time a v procesu, což vedlo k redukci potřeby fyzického prototypování.
