無人駕駛技術(shù)在當(dāng)今5G和人工智能的催生下越發(fā)蓬勃地發(fā)展，滿足完全面向L3+的自動駕駛能力是未來兩年國內(nèi)外自動駕駛技術(shù)產(chǎn)品化的主要目標(biāo)。對于L3+的自動駕駛系統(tǒng)需要在給定的運行區(qū)域內(nèi)，除了完成車輛橫向和縱向的控制外，還需要實現(xiàn)目標(biāo)事件的檢查和響應(yīng)。所以對于L3+的自動駕駛系統(tǒng)，其感知和控制決策就變的尤為重要，這更加需要極大關(guān)注感知系統(tǒng)的能力，對傳感器的布置、性能、感知算法等都需要進行充分的設(shè)計驗證。

但是當(dāng)前傳統(tǒng)的實車路試等測試手段已經(jīng)難以在有限的時間內(nèi)覆蓋自動駕駛汽車所有可能的運行場景，AI的應(yīng)用又急劇擴大了對測試場景規(guī)模的要求，尤其是現(xiàn)實中偶有發(fā)生而又會對駕駛造成極大安全隱患的邊緣場景更加考驗自動駕駛系統(tǒng)的感知和決策控制。數(shù)字化的仿真正是目前解決自動駕駛測試技術(shù)場景覆蓋度這一難題的有效手段，通過快速便捷的場景和駕駛仿真技術(shù)，可以幫助用戶在短時間內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模多場景的仿真測試驗證，從而讓仿真從真正意義上加速整體測試開發(fā)流程。

Ansys為面向L3+的自動駕駛應(yīng)用提供的基于物理的傳感器與駕駛仿真技術(shù)可以有效的構(gòu)建一套高保真的自動駕駛仿真體系，包括面向功能安全和SOTIF的安全性分析平臺、傳感器部件設(shè)計與仿真工具、面向感知算法的魯棒性測試等，從而將仿真技術(shù)真正應(yīng)用到自動駕駛汽車的測試驗證中。

針對傳感器的物理仿真與測試

• 傳感器性能測試

• 不同光環(huán)境的感知輸出測試

• 傳感器裝車布置測試

• 感知算法識別精度測試

• 感知算法識別訓(xùn)練

• 多傳感器仿真數(shù)據(jù)檢測

• 多傳感器數(shù)據(jù)融合

針對整車系統(tǒng)級的仿真測試

• 不同場景下的感知數(shù)據(jù)檢測

• 邊緣場景的傳感器數(shù)據(jù)檢測

• 傳感器失效訓(xùn)練

• 危險行為的感知測試訓(xùn)練

• 攝像頭注入測試

注入故障測試

• 對選定的SOTIF相關(guān)用例進行在環(huán)

• 在不同環(huán)境下進行傳感器測試

• 驗證感知算法對其他干擾源的魯棒性測試

• 隨機輸入擾動測試

Ansys為面向L3+的自動駕駛應(yīng)用提供了一系列可擴展的面向高級自動駕駛功能設(shè)計、開發(fā)和測試驗證的工具和系統(tǒng)平臺，針對目前難度較大的感知系統(tǒng)仿真驗證，Ansys提供高精度的物理傳感器、三維環(huán)境與駕駛仿真能力，從而縮短自動駕駛的測試周期和巨大的路試花費。當(dāng)前平臺下Ansys主要提供以下幾方面能力：

• 構(gòu)建高精度的傳感器仿真與驗證能力。Ansys提供面向自動駕駛的物理傳感器仿真測試工具 Ansys VRX，該工具提供給用戶基于光學(xué)和電磁學(xué)求解器的傳感器仿真，通過傳感器原始數(shù)據(jù)RAW Data的輸出，幫助用戶實現(xiàn)與三維場景、感知算法、控制算法統(tǒng)一的自動駕駛系統(tǒng)的實時閉環(huán)仿真。同時工具具備的豐富接口可以提供用戶實現(xiàn)與多種第三方駕駛仿真工具的聯(lián)合仿真。工具目前支持攝像頭、激光雷達和毫米波雷達三款主流傳感器的物理級仿真。

• 基于物理的攝像頭模型支持標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、魚眼鏡頭和環(huán)視多攝像頭的仿真，通過對鏡頭模型、圖像傳感器模型、處理器模型、風(fēng)擋參數(shù)等五十多個物理參數(shù)的設(shè)置，可以表現(xiàn)出攝像頭成像中如過曝、噪點、畸變、色散等一系列物理現(xiàn)象，實現(xiàn)原始圖像數(shù)據(jù)輸出?；谖锢淼臄z像頭仿真能力，可以很好的應(yīng)用于基于視覺傳感器的輔助駕駛和自動駕駛功能中，如FCW、LDW、APA、LKA等等同時支持的圖像注入模式可以幫助實現(xiàn)圖像幀的像素電平信號輸出，進行基于攝像頭ECU的硬件在環(huán)（HiL）測試。

• 基于物理的激光雷達模型包含有旋轉(zhuǎn)式和固態(tài)掃描式兩種模式，通過對環(huán)境、脈沖發(fā)射器、脈沖接收器光學(xué)組件、脈沖接收器電學(xué)組件、處理器模型等三十多個物理參數(shù)的設(shè)置，可以表現(xiàn)出激光雷達探測中出現(xiàn)的回波損失、光譜吸收、運動畸變等一系列物理現(xiàn)象，實現(xiàn)激光脈沖原始點云數(shù)據(jù)、回波強度數(shù)據(jù)和波形數(shù)據(jù)等信息輸出。

• 基于物理的毫米波雷達模型采用Ansys HFSS SBR+彈跳射線法，基于GPU加速的可以實現(xiàn)毫秒級的實時雷達仿真，包含F(xiàn)MCW和PDW兩種調(diào)制波形仿真以及多通道MIMO雷達仿真。通過對發(fā)射天線，接收天線和波形參數(shù)等三十多個參數(shù)的設(shè)置，可以表現(xiàn)出毫米波雷達回波損耗、腔體振蕩、表面散射，微多普勒效應(yīng)等一系列物理現(xiàn)象，實現(xiàn)波形原始強度和相位信息、多普勒回波數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)輸出。

• 構(gòu)建基于安全分析的仿真驗證能力。Ansys提供基于安全分析仿真測試流程，可以滿足在選定SOTIF相關(guān)用例的基礎(chǔ)上進行傳感器故障注入測試，軟件感知算法的魯棒性測試等一系列仿真的手段。

通過Ansys提供唯一基于物理的自動駕駛感知測試平臺，可以解決用戶面向L3+自動駕駛應(yīng)用中關(guān)于高精度傳感器與駕駛仿真能力不足的問題，從而縮短自動駕駛的測試周期和巨大的路試花費。