• Les voitures autonomes dépendent fortement des logiciels de simulation pour les tests en raison des contraintes de coût, de temps et de réglementation des essais sur route.
  • Les 8 solutions de logiciels de simulation pour véhicules autonomes présentées dans ce blog sont CarSim, Carmaker, PreScan, PTV Vissim, SUMO, VIRES VTD, rFpro et Cognata, chacune offrant des fonctionnalités et des capacités uniques.
  • Ces solutions logicielles permettent de tester de manière complète les algorithmes de conduite autonome, la dynamique du véhicule, les scénarios de trafic et les interactions des capteurs, ce qui est essentiel pour le déploiement sécurisé et efficace des véhicules autonomes.

Les voitures autonomes nécessitent des essais routiers approfondis avant leur déploiement commercial. Cependant, ce processus est coûteux et chronophage, et les essais sur route ouverte sont confrontés à des restrictions réglementaires et à des risques de sécurité. Par conséquent, l'industrie adopte largement les tests de simulation de conduite autonome, qui représentent environ 90 % des tests d'algorithmes. Ce blog présente 8 solutions logicielles de simulation de conduite automatique existantes.

1. CarSim

CarSim, ainsi que les logiciels associés TruckSim et BikeSim, sont de puissants logiciels de simulation dynamique développés par Mechanical Simulation, Inc. et sont largement utilisés par les constructeurs et équipementiers du monde entier.

Le modèle CarSim peut être exécuté sur un ordinateur 10 fois plus vite qu'en temps réel, et peut simuler la réponse du véhicule aux commandes du conducteur, à la surface de la route en 3D et aux entrées aérodynamiques, les résultats de simulation se rapprochant fortement de ceux d'un véhicule réel. Il est principalement utilisé pour prédire et simuler la stabilité de conduite, le freinage, la fluidité, la dynamique et l'économie du véhicule. CarSim est livré avec des interfaces Matlab/Simulink standard, qui peuvent être facilement utilisées pour simuler la dynamique de conduite du véhicule et la réponse du conducteur.

CarSim dispose d'une interface Matlab/Simulink standard, ce qui facilite la co-simulation avec Matlab/Simulink pour le développement d'algorithmes de contrôle, tout en pouvant générer une grande quantité de données pour une analyse ou une visualisation ultérieure avec Matlab ou Excel. Le système de DSpace et de NI facilite la simulation HIL conjointe.

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2. Carmaker

Carmaker, ainsi que les logiciels associés TruckMaker et MotorcycleMaker, sont des logiciels de simulation dynamique, ADAS et de conduite autonome d'IPG, en Allemagne. Carmaker est avant tout un excellent logiciel de simulation dynamique, fournissant des modèles précis de carrosserie (moteur, châssis, suspension, transmission, direction, etc.). En plus de cela, Carmaker crée également des systèmes de simulation en boucle fermée qui incluent le véhicule, le conducteur, la route et l'environnement de trafic. Carmaker crée également un système de simulation en boucle fermée comprenant le véhicule, le conducteur, la route et l'environnement de trafic.

En tant que logiciel plate-forme, CarMaker peut être intégré à de nombreux logiciels tiers, tels que ADAMS, AVLCruise, rFpro, etc., pour tirer parti des atouts de chaque logiciel pour des simulations conjointes. Parallèlement, le matériel de support de CarMaker fournit un grand nombre d'interfaces de cartes, qui peuvent être facilement utilisées pour les tests HIL avec des ECU ou des capteurs.

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3. PreScan

PreScan est un logiciel de simulation de test ADAS développé par TassInternational et acquis par Siemens en août 2017. PreScan est une plateforme de simulation composée d'un préprocesseur basé sur une interface graphique pour définir des scénarios et d'un environnement d'exécution pour les exécuter. Les principales interfaces utilisées par les ingénieurs pour créer et tester des algorithmes incluent MATLAB et Simulink. PreScan peut être utilisé pour des applications allant de la conception de contrôleurs basés sur modèle (MIL) aux tests en temps réel utilisant des systèmes software-in-the-loop (SIL) et hardware-in-the-loop (HIL).

PreScan peut fonctionner en boucle ouverte et en boucle fermée, ainsi qu'en mode hors ligne et en ligne. Il s'agit d'une plateforme logicielle ouverte avec une interface flexible vers des modèles de dynamique de véhicule tiers (par exemple, CarSIM et dSPACE ASM) et des simulateurs/matériels HIL tiers (par exemple, ETAS, dSPACE et Vector).

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4. PTV Vissim

Vissim est le logiciel de simulation microscopique de flux de trafic le plus réputé au monde, fourni par PTV, en Allemagne. Vissim peut facilement créer une variété d'environnements de trafic complexes, y compris des autoroutes, de grands ronds-points, des parkings, etc., et peut également être utilisé pour simuler les interactions de véhicules à moteur, de camions, de trafic ferroviaire et de piétons dans un seul scénario de simulation. C'est un outil efficace pour la planification et l'évaluation professionnelles des infrastructures de transport urbain et suburbain, et peut également être utilisé pour simuler l'impact du trafic d'urgence local, l'évacuation d'un grand nombre de piétons.

Les simulations de Vissim peuvent atteindre un haut degré de précision, y compris les comportements microscopiques de suivi individuel et de changement de voie, ainsi que la coopération et les conflits de groupe. Vissim dispose d'une large gamme d'outils d'analyse intégrés, à la fois pour obtenir une large gamme de résultats de données spécifiques à différents scénarios, et pour acquérir une compréhension intuitive grâce au moteur de visualisation 3D de haute qualité. Les algorithmes de conduite autonome peuvent également être simulés et testés en utilisant des environnements de trafic dynamique simulés en accédant à Vissim.

5. SUMO

SUMO est un logiciel de simulation microscopique continue du trafic, open source, développé par le Centre aérospatial allemand. Il est livré avec un éditeur de réseau de simulation de trafic qui permet d'ajouter interactivement des routes, de modifier les connexions de voies, de traiter les zones d'intersection, de modifier les temps de signalisation, etc. Les réseaux routiers de Vissim, OpenStreetMap, OpenDrive peuvent également être convertis par un programme de conversion séparé. Les itinéraires pour chaque véhicule peuvent être spécifiés en éditant un fichier d'itinéraire, ou générés aléatoirement à l'aide de paramètres. Au moment de l'exécution, il peut gérer simultanément plusieurs kilomètres carrés et jusqu'à des dizaines de milliers de véhicules pour les besoins de simulation de trafic continu, et fournit également une visualisation basée sur OpenGL pour afficher les résultats de la simulation de trafic en temps réel.

6. VIRES VTD

VTD (Virtual Test Drive) est une chaîne d'outils de simulation modulaire complète pour l'ADAS, la sécurité active et la conduite autonome, développée par VIRES, en Allemagne. VIRES a été acquis par le MSC Software Group en 2017. VTD fonctionne actuellement sur la plateforme Linux, et ses fonctionnalités couvrent la modélisation de l'environnement routier, la modélisation de scènes de trafic, la simulation météorologique et environnementale, la simulation de capteurs simple et physiquement réaliste, la gestion de scénarios de simulation et le rendu d'écran en temps réel de haute précision. VIRES prend en charge les processus de développement en cycle complet, du SIL au HIL et au VIL, et son cadre modulaire ouvert permet une co-simulation facile avec des outils et plugins tiers. VIRES est également un contributeur majeur aux formats ouverts largement utilisés pour la simulation de conduite automatisée, OpenDrive, OpenCRG et OpenScenario, et la fonctionnalité et le stockage de VTD sont également basés sur ces formats ouverts. Le processus de simulation de VTD se compose principalement de trois étapes: construction du réseau routier, configuration dynamique de scénarios et exécution de la simulation.

7. rFpro

rFpro est une société britannique fondée en 2008, initialement un projet de reconstruction et de simulation de piste au sein d'une équipe de F1, ce qui a imposé dès le départ des exigences élevées de vitesse, de temps réel et de précision pour la simulation. rFpro utilise un LIDAR à méthode de phase de haute précision pour numériser les données de la chaussée et de l'accotement, ce qui génère un modèle numérique extrêmement précis de la surface de la route avec une résolution de 1 cm, ainsi qu'un LIDAR TOF pour numériser les rues et les scènes environnantes. Parallèlement, rFpro utilise le LIDAR TOF pour numériser les rues et les scènes sur le côté de la route. rFpro peut fournir des scènes virtuelles pour la simulation dynamique, les tests ADAS et de conduite automatisée, hautement compatibles avec l'environnement réel. rFpro a créé des scènes virtuelles de haute précision pour de nombreux circuits et scénarios de test en utilisant cette méthode, notamment la F1, la NASCAR et l'IndyCar.

8. Cognata

Cognata est une startup israélienne de simulation de conduite autonome fondée en 2016, qui a clôturé un tour de financement de série B de 18,5 millions de dollars fin 2018. Cognata utilise une combinaison d'intelligence artificielle, d'apprentissage profond et de vision par ordinateur pour recréer des villes sur sa plateforme de simulation 3D afin de fournir à ses clients une variété de scénarios de test qui imitent la conduite d'essai réelle.

La technologie de Cognata se divise en trois domaines principaux. Pour les environnements statiques, le moteur TrueLife3DMesh de Cognata utilise des algorithmes de vision par ordinateur et d'apprentissage profond pour générer automatiquement des environnements de simulation virtuels comprenant des bâtiments, des routes, des marquages de voie et des panneaux de signalisation, à partir de cartes et d'images satellite.

Pour la simulation dynamique, Cognata construit des modèles de simulation de trafic précis et évolutifs, ainsi que des modèles météorologiques et d'éclairage, basés sur des données historiques de trafic routier, simulant un large éventail de véhicules et de piétons dans des environnements réels. L'ensemble du moteur de simulation virtuelle combine des modèles de simulation statiques et dynamiques pour simuler l'interaction des capteurs avec les changements de l'environnement simulé, fournissant une boucle de rétroaction complète pour le système de conduite autonome à tester.