8 Simulationssoftware für autonome Fahrzeuge

8 Simulationssoftware für autonome Fahrzeuge wird von BTW Media profiliert, da veröffentlichte Beweise es mit Internetinfrastruktur, Governance, Betriebsabhängigkeiten oder Marktsichtbarkeit verbinden.

• Autonome Fahrzeuge sind für Tests stark auf Simulationssoftware angewiesen, aufgrund von Kosten-, Zeit- und Regulierungsbeschränkungen von Straßentests.
• Die 8 in diesem Blog vorgestellten Simulationssoftwarelösungen für autonome Fahrzeuge sind CarSim, Carmaker, PreScan, PTV Vissim, SUMO, VIRES VTD, rFpro und Cognata, jede mit einzigartigen Funktionen und Fähigkeiten.
• Diese Softwarelösungen ermöglichen umfassende Tests von autonomen Fahralgorithmen, Fahrzeugdynamik, Verkehrsszenarien und Sensorinteraktionen, was für den sicheren und effizienten Einsatz autonomer Fahrzeuge unerlässlich ist.

Autonome Fahrzeuge erfordern umfangreiche Straßentests vor ihrer kommerziellen Einführung. Dieser Prozess ist jedoch teuer und zeitaufwändig, und Tests auf offener Straße stehen vor regulatorischen Einschränkungen und Sicherheitsrisiken. Daher setzt die Industrie weitgehend auf Simulationstests für autonomes Fahren, die etwa 90 % der Algorithmustests ausmachen. Dieser Blog stellt 8 bestehende Simulationssoftwarelösungen für autonomes Fahren vor.

1.CarSim

CarSim, zusammen mit den zugehörigen Softwareprodukten TruckSim und BikeSim, sind leistungsstarke dynamische Simulationssoftware, die vonMechanical Simulation, Inc. entwickelt wird und weltweit von Herstellern und Zulieferern eingesetzt wird.

Das CarSim-Modell kann auf einem Computer 10-mal schneller als in Echtzeit ausgeführt werden und simuliert die Fahrzeugreaktion auf Fahrerbefehle, 3D-Straßenoberfläche und aerodynamische Eingaben, wobei die Simulationsergebnisse denen eines echten Fahrzeugs sehr nahe kommen. Es wird hauptsächlich zur Vorhersage und Simulation von Fahrstabilität, Bremsen, Fahrkomfort, Dynamik und Wirtschaftlichkeit eingesetzt. CarSim wird mit standardmäßigen Matlab/Simulink-Schnittstellen geliefert, die leicht für die Simulation der Fahrdynamik und des Fahrerverhaltens verwendet werden können.

CarSim hat eine standardmäßige Matlab/Simulink-Schnittstelle, was die Co-Simulation mit Matlab/Simulink für die Entwicklung von Steuerungsalgorithmen erleichtert und gleichzeitig große Datenmengen für die spätere Analyse oder Visualisierung mit Matlab oder Excel generieren kann. Das System von DSpace und NI erleichtert die gemeinsame HIL-Simulation.

Siehe auch:Autonome Fahrzeuge: 3 potenzielle Nachteile

2.Carmaker

Carmaker, zusammen mit den zugehörigen Softwareprodukten TruckMaker und MotorcycleMaker, ist eine dynamische Simulations-, ADAS- und autonome Fahrsoftware von IPG in Deutschland. Carmaker ist in erster Linie eine hervorragende dynamische Simulationssoftware, die präzise Modelle der Karosserie (Motor, Fahrwerk, Aufhängung, Getriebe, Lenkung usw.) bereitstellt. Darüber hinaus erstellt Carmaker geschlossene Simulationssysteme, die das Fahrzeug, den Fahrer, die Straße und die Verkehrsumgebung umfassen.

Als Plattformsoftware kann CarMaker in viele Drittanbieter-Software integriert werden, wie z. B. ADAMS, AVLCruise, rFpro usw., um die Stärken jeder Software für gemeinsame Simulationen zu nutzen. Gleichzeitig bietet die CarMaker-Hardware eine große Anzahl von Schnittstellen, die leicht für HIL-Tests mit ECUs oder Sensoren verwendet werden können.

Siehe auch:7 Konferenzen zum autonomen Fahren zur Erkundung der Zukunft der Mobilität

3.PreScan

PreScanist eine ADAS-Testsimulationssoftware, die von TassInternational entwickelt und im August 2017 von Siemens übernommen wurde. PreScan ist eine Simulationsplattform, die aus einem GUI-basierten Preprozessor zur Definition von Szenarien und einer Ausführungsumgebung zu deren Ausführung besteht. Die wichtigsten Schnittstellen, die Ingenieure zum Erstellen und Testen von Algorithmen verwenden, sind MATLAB und Simulink. PreScan kann für Anwendungen vom modellbasierten Controller-Design (MIL) bis hin zu Echtzeittests mit Software-in-the-Loop (SIL) und Hardware-in-the-Loop (HIL) eingesetzt werden.

PreScan kann sowohl im offenen als auch im geschlossenen Regelkreis sowie offline und online betrieben werden. Es ist eine offene Softwareplattform mit einer flexiblen Schnittstelle zu Drittanbieter-Fahrzeugdynamikmodellen (z. B. CarSIM und dSPACE ASM) und Drittanbieter-Simulatoren/Hardware (z. B. ETAS, dSPACE und Vector).

4.PTV Vissim

Vissimist die weltweit renommierteste mikroskopische Verkehrsflusssimulationssoftware, bereitgestellt von PTV in Deutschland. Vissim kann einfach eine Vielzahl komplexer Verkehrsumgebungen erstellen, einschließlich Autobahnen, großer Kreisverkehre, Parkplätze usw., und kann auch zur Simulation von Interaktionen zwischen Kraftfahrzeugen, Lastkraftwagen, Schienenverkehr und Fußgängern in einem einzigen Simulationsszenario verwendet werden. Es ist ein effektives Werkzeug für die professionelle Planung und Bewertung von städtischen und vorstädtischen Verkehrsinfrastrukturen und kann auch zur Simulation von Notfallverkehrsauswirkungen, Massenevakuierungen von Fußgängern verwendet werden.

Vissim-Simulationen können ein hohes Maß an Genauigkeit erreichen, einschließlich mikroskopischer Einzelfahrzeug-Folge- und Spurwechselverhalten sowie Gruppenkooperation und -konflikte. Vissim verfügt über eine breite Palette integrierter Analysewerkzeuge, sowohl um eine breite Palette von szenariospezifischen Daten zu erhalten als auch um ein intuitives Verständnis durch die hochwertige 3D-Visualisierungs-Engine zu ermöglichen. Algorithmen für autonomes Fahren können auch durch den Zugriff auf Vissim in simulierten dynamischen Verkehrsumgebungen simuliert und getestet werden.

5.SUMO

SUMOist eine Open-Source-Software für kontinuierliche mikroskopische Verkehrssimulation, entwickelt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Es wird mit einem Verkehrssimulationsnetzwerkeditor geliefert, der interaktives Hinzufügen von Straßen, Ändern von Fahrspurverbindungen, Bearbeiten von Kreuzungsbereichen, Ändern von Signalzeiten usw. ermöglicht. Verkehrsnetze von Vissim, OpenStreetMap, OpenDrive können auch durch ein separates Konvertierungsprogramm konvertiert werden. Routen für jedes Fahrzeug können durch Bearbeiten einer Routendatei angegeben oder mit Parametern zufällig generiert werden. Zur Laufzeit kann es gleichzeitig mehrere Quadratkilometer und bis zu Zehntausende von Fahrzeugen für kontinuierliche Verkehrssimulationsanforderungen verwalten und bietet auch eine OpenGL-basierte Visualisierung zur Echtzeitanzeige der Verkehrssimulationsergebnisse.

6.VIRES VTD

VTD (Virtual Test Drive)ist eine umfassende modulare Simulationswerkzeugkette für ADAS, aktive Sicherheit und autonomes Fahren, entwickelt von VIRES in Deutschland. VIRES wurde 2017 von der MSC Software Group übernommen. VTD läuft derzeit auf der Linux-Plattform und seine Funktionen umfassen Straßenumgebungsmodellierung, Verkehrsszenenmodellierung, Wetter- und Umweltsimulation, einfache und physikalisch realistische Sensorsimulation, Simulationsszenariomanagement und hochpräzise Echtzeitbilddarstellung. VIRES unterstützt vollständige Entwicklungsprozesse von SIL über HIL bis VIL, und sein offenes modulares Framework ermöglicht eine einfache Co-Simulation mit Drittanbieter-Tools und Plugins. VIRES ist auch ein Hauptbeitragender zu den weit verbreiteten offenen Formaten für die Simulation des automatisierten Fahrens, OpenDrive, OpenCRG und OpenScenario, und die Funktionalität und Speicherung von VTD basieren ebenfalls auf diesen offenen Formaten. Der VTD-Simulationsprozess besteht hauptsächlich aus drei Schritten: Straßennetzaufbau, dynamische Szenariokonfiguration und Simulationsausführung.

7.rFpro

rFproist ein britisches Unternehmen, das 2008 gegründet wurde, ursprünglich ein Projekt zur Reproduktion und Simulation von Rennstrecken innerhalb eines F1-Teams, was von Anfang an hohe Anforderungen an Geschwindigkeit, Echtzeit und Genauigkeit für die Simulation stellte. rFpro verwendet ein hochpräzises Phasenmethode-LIDAR zur Digitalisierung von Fahrbahn- und Randdaten, wodurch ein extrem genaues digitales Modell der Straßenoberfläche mit einer Auflösung von 1 cm erstellt wird, sowie TOF-LIDAR zur Digitalisierung von Straßen und umgebenden Szenen. rFpro kann virtuelle Szenen für dynamische Simulation, ADAS- und autonome Fahrtests bereitstellen, die hochgradig mit der realen Umgebung kompatibel sind. rFpro hat mit dieser Methode hochpräzise virtuelle Szenen für viele Rennstrecken und Testszenarien erstellt, darunter F1, NASCAR und IndyCar.

8.Cognata

Cognataist ein israelisches Startup für Simulation des autonomen Fahrens, gegründet 2016, das Ende 2018 eine Serie-B-Finanzierungsrunde in Höhe von 18,5 Millionen Dollar abschloss. Cognata verwendet eine Kombination aus künstlicher Intelligenz, Deep Learning und Computer Vision, um Städte auf seiner 3D-Simulationsplattform nachzubilden und seinen Kunden eine Vielzahl von Testszenarien bereitzustellen, die reale Probefahrten nachahmen.

Die Technologie von Cognata gliedert sich in drei Hauptbereiche. Für statische Umgebungen verwendet Cognatas TrueLife3DMesh-Engine Computer-Vision- und Deep-Learning-Algorithmen, um automatisch virtuelle Simulationsumgebungen mit Gebäuden, Straßen, Fahrbahnmarkierungen und Verkehrszeichen aus Karten und Satellitenbildern zu generieren. Für die dynamische Simulation erstellt Cognata präzise und skalierbare Verkehrssimulationsmodelle sowie Wetter- und Lichtmodelle basierend auf historischen Verkehrsdaten, die eine breite Palette von Fahrzeugen und Fußgängern in realen Umgebungen simulieren.

Die gesamte virtuelle Simulationsmaschine kombiniert statische und dynamische Simulationsmodelle, um die Interaktion von Sensoren mit Änderungen der simulierten Umgebung zu simulieren und so eine vollständige Rückkopplungsschleife für das zu testende autonome Fahrsystem bereitzustellen.