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駕駛模擬器-交通場(chǎng)景編輯軟件

型號(hào):ANSYS

產(chǎn)品時(shí)間:2022-04-02

簡(jiǎn)要描述:

駕駛模擬器-交通場(chǎng)景編輯軟件
ANSYS駕駛模擬與交通場(chǎng)景編輯平臺(tái)提供了基于物理的三維場(chǎng)景建模、基于語義的道路事件建模、基于物理光學(xué)屬性的攝像頭和激光雷達(dá)的仿真、基于物理電磁學(xué)屬性的毫米波雷達(dá)的仿真,從而實(shí)現(xiàn)多傳感器、多交通對(duì)象、多場(chǎng)景、多環(huán)境的實(shí)時(shí)閉環(huán)仿真。

詳細(xì)介紹

駕駛模擬器-交通場(chǎng)景編輯軟件

1.      系統(tǒng)方案

ANSYS駕駛模擬與交通場(chǎng)景編輯平臺(tái)提供了基于物理的三維場(chǎng)景建模、基于語義的道路事件建模、基于物理光學(xué)屬性的攝像頭和激光雷達(dá)的仿真、基于物理電磁學(xué)屬性的毫米波雷達(dá)的仿真,從而實(shí)現(xiàn)多傳感器、多交通對(duì)象、多場(chǎng)景、多環(huán)境的實(shí)時(shí)閉環(huán)仿真。其主要功能如下:

1)      開放式交通場(chǎng)景編輯模塊,自定義設(shè)定道路和交通場(chǎng)景,可以自定義設(shè)定道路兩旁的建筑物,綠化帶等等;

2)      可以根據(jù)用戶需求,自定義設(shè)定道路場(chǎng)景上的交通流,可以自定義設(shè)定道路上來往的車輛,行人和交通指示燈;

3)      可以根據(jù)客戶需求,自行設(shè)定主動(dòng)駕駛(或算法控制車輛)的車輛動(dòng)力學(xué)參數(shù);

4)      支持高精度的三維場(chǎng)景仿真和基于環(huán)境光的模擬;

5)      支持高精度的物理屬性的傳感器仿真,包括毫米波雷達(dá)的仿真、攝像頭的仿真和激光雷達(dá)的仿真;

6)      此外,考慮到能更加逼真地反映“人—車—路"在環(huán)仿真測(cè)試,該平臺(tái)還提供了開放的接口,可以與實(shí)物傳感器、VR設(shè)備、控制器、各類測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行無縫的聯(lián)入,從而更好的滿足不同級(jí)別、不同目標(biāo)的測(cè)試仿真要求。

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2.      系統(tǒng)構(gòu)成

下面分別介紹本平臺(tái)各模塊的構(gòu)成。

2.1.自定義道路環(huán)境

ANSYS駕駛模擬與交通場(chǎng)景編輯平臺(tái)提供了一套自定義道路場(chǎng)景的設(shè)計(jì)工具,具備直道、彎道、曲線等設(shè)計(jì)能力,支持道路寬度、長(zhǎng)度、半徑、方向、車道數(shù)量、車道方向、車道限速、車道類型等的編輯。

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圖片2.jpg

同時(shí),該設(shè)計(jì)工具支持高架等不同高度道路以及不同坡度傾角、道路交叉口、匝道、并道等的定義。還支持車道線的自定義化建模,包括單線、雙線、實(shí)線、虛線、車道線紋理、顏色等一系列車道線類型。同時(shí),軟件集成豐富的環(huán)境模型庫,如樹木、建筑物、交通標(biāo)識(shí)、路燈、電線桿、綠化帶、動(dòng)物,施工路段障礙物和設(shè)施、交通行人等對(duì)象模型,可根據(jù)用戶需求對(duì)道路場(chǎng)景進(jìn)行快速建模。

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除了自定義場(chǎng)景外,ANSYS駕駛模擬與交通場(chǎng)景編輯平臺(tái)還支持導(dǎo)入OpenStreetMap等3D高精地圖,自動(dòng)生成與地圖匹配的道路模型。

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2.2.自定義交通場(chǎng)景

ANSYS駕駛模擬與交通場(chǎng)景編輯平臺(tái)還提供了快捷的基于語義的道路交通流設(shè)計(jì),包括車道行駛規(guī)則、車輛及行人行為、交通指示牌行為,以及某一時(shí)刻各交通對(duì)象交通行為的精確數(shù)據(jù)輸出。此外,交通對(duì)象的行為也可以人為定義,包含如車輛駕駛行為、突然變道、突然加速、行人亂闖紅燈和人行道等一系列場(chǎng)景的仿真,同時(shí)軟件內(nèi)部車輛和行人之間可自定義交互與否,即可仿真自動(dòng)避讓行人和忽視行人發(fā)生碰撞等行為。軟件內(nèi)嵌腳本語言定義,同時(shí)也支持如Python,C++等語言的接口控制來定義交通行為。如下圖所示,為通過語義級(jí)的腳本語言來定義車輛和行人等交通對(duì)象的行為。

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2.3.構(gòu)建車輛動(dòng)力學(xué)模型

除了上述的道路場(chǎng)景以及交通流的搭建能力之外,ANSYS駕駛模擬與交通場(chǎng)景編輯平臺(tái)同樣提供了基于總成特性的車輛動(dòng)力學(xué)模型,并提供了以下性能參數(shù)的配置:

? 底盤參數(shù),如長(zhǎng)寬高、軸間距、重量等;

? 性能參數(shù),如最大時(shí)速、引擎轉(zhuǎn)速等;

? 轉(zhuǎn)向參數(shù);

? 輪轂參數(shù);

? ……

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同時(shí),軟件還提供了各類特性參數(shù)的預(yù)定義實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),方便用戶對(duì)所定義車輛的特性進(jìn)行快速的測(cè)試驗(yàn)證。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有:

? 加速特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);

? 剎車特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);

? 轉(zhuǎn)彎特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);

? 方向盤特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);

? 側(cè)風(fēng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);

? 障礙物和轉(zhuǎn)彎實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);

? ……

ANSYS駕駛模擬與交通場(chǎng)景編輯平臺(tái)還支持外部車輛動(dòng)力學(xué)模型的導(dǎo)入和集成,如CarSim車輛動(dòng)力學(xué)模型,以及用戶自研的車輛動(dòng)力學(xué)模型。

2.4.基于物理真實(shí)的三維場(chǎng)景建模

在無人車輛的物理仿真中,除了前述關(guān)于道路場(chǎng)景,交通流以及車輛動(dòng)力學(xué)模型的建模能力外,ANSYS駕駛模擬與交通場(chǎng)景編輯平臺(tái)的最大特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在于提供基于物理真實(shí)的三維場(chǎng)景建模和ray-tracing的圖形算法。使得上述的場(chǎng)景的構(gòu)建與物理真實(shí)達(dá)到一個(gè)高匹配度,以此對(duì)無人車中傳感器的感知和后期控制算法的驗(yàn)證提供了很好的準(zhǔn)確性和真實(shí)性,以減少場(chǎng)景搭建的缺陷所帶來的傳感器和感知算法的決策錯(cuò)誤。

在整個(gè)基于物理真實(shí)的建模平臺(tái)搭建中,ANSYS駕駛模擬與交通場(chǎng)景編輯平臺(tái)會(huì)通過對(duì)以下物理真實(shí)參數(shù)的定義和基于ray-tracing的圖形算法來保證仿真的準(zhǔn)確性和真實(shí)性:

n 環(huán)境光源的定義,包括:

? 天空的照度值;

? 基于經(jīng)緯度的太陽光的照度和位置定義;

? 環(huán)境場(chǎng)景中各種點(diǎn)光源以及面光源的定義(光譜+IES+XMP);

? 車輛照明系統(tǒng)的光源定義(光譜+IES+XMP);

n 環(huán)境場(chǎng)景中包括道路,建筑,車身等一系列材料表面光學(xué)屬性的定義。

其中各個(gè)光源的定義通過導(dǎo)入相關(guān)定義文件,如下圖所示:

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如前述所講,材料表面光學(xué)屬性通過ANSYS開發(fā)的一套OMS材料物理光學(xué)屬性BRDF測(cè)量?jī)x硬件設(shè)備,對(duì)用戶所需仿真的場(chǎng)景材料庫進(jìn)行探測(cè),并將探測(cè)所得材料表面光學(xué)屬性BSDF函數(shù)附在前述場(chǎng)景建模的所屬材質(zhì)表面,從而在ray-tracing的圖形算法下仿真得到一整套完整的考慮外部環(huán)境光以及物體表面光學(xué)屬性的物理真實(shí)的三維場(chǎng)景建模。同時(shí)ANSYS駕駛模擬與交通場(chǎng)景編輯平臺(tái)還提供豐富的材料庫供客戶場(chǎng)景建模使用。

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2.6.實(shí)時(shí)閉環(huán)仿真系統(tǒng)

如前述通過對(duì)環(huán)境、場(chǎng)景、交通流的建模構(gòu)造出無人車輛的運(yùn)行場(chǎng)景和軌跡,同時(shí)耦合如攝像頭、激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)的感知系統(tǒng)的仿真,通過開放的API接口,可以方便的進(jìn)行外部自動(dòng)駕駛算法的集成。從而形成實(shí)時(shí)閉環(huán)的駕駛系統(tǒng)仿真。

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2.7.基于物理的智能頭燈照明仿真系統(tǒng)

隨著智能駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的逐漸普及和行業(yè)發(fā)展,車輛智能化頭燈照明系統(tǒng)也逐漸成為當(dāng)前行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用熱點(diǎn)。ANSYS自動(dòng)駕駛仿真平臺(tái)Headlamp模塊通過ANSYS*的物理級(jí)仿真引擎,為客戶提供真實(shí)的車輛頭燈路面光型分布測(cè)試和動(dòng)態(tài)駕駛與智能頭燈仿真測(cè)試。

除了前述在三維環(huán)境建模中通過ANSYS OMS設(shè)備進(jìn)行材料表面光學(xué)屬性的采集與賦值外,為了保證接近真實(shí)的物理仿真光型,Headlamp模塊同樣對(duì)光源進(jìn)行仿真模擬,包括車燈光源,自然光光源,路燈光源等。定義方式包含如:

? 光源光強(qiáng)分布IES文件;

? 光源光譜spectrum文件;

? 光源強(qiáng)度等;

如下圖所示分別為不同光源的光譜分布和車燈光源的IES定義文件。

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圖片15.jpg

基于環(huán)境和光源的物理仿真,可以實(shí)現(xiàn)車輛前照燈遠(yuǎn)光,近光,側(cè)燈的切換以及光強(qiáng)的實(shí)時(shí)切換控制,同時(shí)豐富的光度學(xué)分析工具,包含色度學(xué),光度學(xué),等照度線,等照度區(qū)域等信息便于分析光分布情況。支持的25米目標(biāo)墻光分布信息用于分析驗(yàn)證頭燈光分布是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

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除了靜態(tài)光型分布驗(yàn)證,ANSYS Headlamp開放的如C++,SCADE,Simulink的光型數(shù)據(jù)接口支持客戶自定義化的智能頭燈開發(fā)與驗(yàn)證,同時(shí)豐富的動(dòng)態(tài)駕駛模擬和場(chǎng)景仿真也可以幫助客戶實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)駕駛頭燈驗(yàn)證,如AFS,ADB,矩陣頭燈,像素頭燈等智慧頭燈的仿真與測(cè)試驗(yàn)證,基于IIHS動(dòng)態(tài)頭燈測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的夜間測(cè)試驗(yàn)證。

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歐洲2.0環(huán)境

歐洲2.0旨在滿足場(chǎng)景密度要求,同時(shí)通過利用SCANeR™工作室的新磁貼系統(tǒng)管理,可以創(chuàng)建有效的場(chǎng)景控制。由于其大尺寸和地形多樣性,歐洲2.0提供了許多機(jī)會(huì)。使用歐洲2.0,您將能夠使用各種實(shí)驗(yàn)(ADAS的開發(fā),管理事件的研究等),以便在許多移動(dòng)車輛上快速和長(zhǎng)時(shí)間駕駛:公路,高速公路,山脈(雪,曲線和銀行) ,城市,休息區(qū)等

由于SCANeR™studio 1.8即將推出的新“國際化"功能,客戶可以自動(dòng)將標(biāo)志和道路標(biāo)記更改為其他國家/地區(qū)(DE / US / MX)。

 

Howto:將GIS導(dǎo)入SCANeR

使用SCANeR™studio的Terrain模式可以輕松導(dǎo)入GIS數(shù)據(jù)。

AVSimulation和ANSYS加速汽車制造商安全自動(dòng)駕駛的發(fā)展

AVSimulation與ANSYS之間的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系通過虛擬測(cè)試加速了自動(dòng)駕駛汽車的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,可在一周內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬英里的數(shù)字道路測(cè)試。

此次合作將AVSimulation的革命性仿真技術(shù)與ANSYS的沉浸式自動(dòng)駕駛模擬解決方案相結(jié)合,大大加速了自動(dòng)駕駛汽車向汽車制造商推向市場(chǎng)的道路。

作為其駕駛模擬器模塊嵌入在VRXPERIENCE中,AVSimulation經(jīng)過驗(yàn)證的SCANeR™Studio產(chǎn)品是一個(gè)開放且可擴(kuò)展的模塊化仿真解決方案,可創(chuàng)建超逼真的虛擬世界,使用戶能夠模擬數(shù)千種高性能集群或多種可變性的駕駛場(chǎng)景。公共云,例如Microsoft Azure。SCANeR™融合了高清地圖和資產(chǎn)圖書館生成的道路,交通狀況,天氣狀況,車輛動(dòng)力學(xué)等。

“通過這種合作伙伴關(guān)系,AVSimulation和ANSYS提供了驚人的廣度和深度的技術(shù),使汽車制造商能夠大幅降低開發(fā)成本,加快向客戶交付自動(dòng)車輛",ANSYS系統(tǒng)業(yè)務(wù)部副總裁兼總經(jīng)理Eric Bantegnie說。

駕駛模擬器-交通場(chǎng)景編輯軟件

 

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通過ErgoLAB采集和分析消費(fèi)者的生理、表情、行為等數(shù)據(jù),了解消費(fèi)者的認(rèn)知加工與決策行為,找到消費(fèi)者行為動(dòng)機(jī),從而產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)臓I銷策略使消費(fèi)者產(chǎn)生留言意向及留言行為

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