仿真测试不仅可以在更为复杂场景中进行极端工况测试,提升ADAS/ADS验证的有效性,而且可对实车测试数据进行复现及泛化,对实车测试中的问题进行更深入分析并做针对性优化,加快功能开发并缩短测试周期。随着数字孪生、云计算、数据闭环等技术应用,自动驾驶仿真测试的效率正在进一步提升。
一、数字孪生技术,将构建更多极端测试场景组合
场景库是仿真测试的基础,而数字孪生技术是建立虚拟场景库的利器。为确保车辆安全性与可靠性,主机厂需要测试近乎无限的场景,数字孪生技术则可以参照真实世界快速自动建模3D元素库,构建不同道路、标志线、天气、周边等场景,实现更多测试场景可能性组合,实现对传感器、环境、汽车动力模型等方面的高精度仿真。尤其在软件OTA回归测试层面,数字孪生还可高效提升仿真测试验证效率。
目前,百度、华为、腾讯、阿里等国内综合性仿真平台,以及以IAE智行众维为代表的专业仿真测试服务商,都已经将数字孪生技术应用到场景构建中。
华为八爪鱼平台可以将采集的典型路段转换成仿真场景,并与高精地图相结合,实现真实场景数字孪生。不仅可实现95%以上的场景还原能力,还能有效帮助开发者快速模拟周边车辆,实现分钟级的场景构建。该平台内置20万个仿真场景,可提供仿真、场景库管理、场景片段和评测系统等应用工具,以及高并发实例处理能力。
华为“八爪鱼”平台真实场景数字孪生图例

腾讯自动驾驶数字孪生仿真测试平台TAD Sim(已升级到2.0)使用真实数据和游戏技术的双擎驱动,涵盖道路场景、交通流、车载传感和车辆动力学等仿真模型,支持OpenX系列和OSI国际仿真标准,有超过1000种场景类型,还可以通过泛化,生成更大规模丰富场景。
腾讯TAD Sim平台数字孪生仿真图例

成立于2018年的IAE智行众维,致力于构建全球规模最大的,具高精度、高置信度、高覆盖度、高鲜度的仿真测试场景工场(海量场景库),并提供仿真场景数据及SaaS服务(Scenario-as-a-Service)。其“水木灵境”场景工场,基于国内外智能网联汽车行业的相关标准、真实道路和交通行为特征打造,以人工智能和数字孪生为底层技术,以跨平台和大数据驱动为原则,开发并形成场景数据采集、处理、分析和批量化生产的全流程及自动化工具链,实现仿真场景的大规模、高质量生产,构建大规模算法训练、仿真测试和评价所需的核心支撑体系。目前已构建超过 8000 组实际可用的仿真场景库,涵盖城市级数字孪生、自然驾驶、国内外法规标准、CIDAS 交通事故复现、预期功能安全、V2X 等等。
IAE智行众维 “水木灵境”场景工场


二、基于云端高并发运行的仿真测试,将进一步提升ADAS/ADS功能迭代效率
针对高级功能开发及预期功能开发,自动驾驶仿真测试平台需具备真实还原测试场景、高效利用路采数据生产仿真场景、云端大规模并行处理等,满足自动驾驶在感知、决策、控制全栈算法的闭环测试需要。目前,科技巨头、车企、方案商、仿真软件企业等都在积极加快虚拟仿真云平台的建设。

百度Apollo仿真平台是一个搭建在百度云和Azure的云服务,通过大规模分布式以及动态变速仿真来提高仿真平台的运行效率。基于大规模云端计算容量,Apollo打造了日行百万公里的虚拟运行能力,形成快速迭代的闭环,让开发者轻松实现“日行百万里”,极大提升开发效率。
阿里云自动驾驶仿真平台支持弹性高并发仿真、提供交通流仿真能够生成符合中国道路要素特色、管控方式的模拟交通流,可与自动驾驶仿真软件进行联合博弈仿真,30秒内即完成雨雪天气、夜间照明不良条件等特殊场景的构建与测试。在阿里云平台支持下,2022年嬴彻自动驾驶仿真提速20倍。
IAE智行众维“水母”海量仿真 SaaS 平台可在专有云和公有云上进行模块化、弹性部署,支持虚拟机和Docker等多种方式。除了可为客户设计建设云仿真平台外,公司还建有 400 节点基于专有云的海量仿真 SaaS 平台,具备百万公里/天以上的有效里程虚拟仿真测试能力,可为客户提供SaaS化的仿真测试服务。
三、构建面向自动驾驶仿真测试的数据闭环,成为行业新的课题
在“数据驱动智能”趋势下,仿真测试成为自动驾驶数据闭环中的关键环节。如何通过软件在环、硬件在环、整车在环等一系列仿真测试形成数据滚动迭代模型,如何通过仿真测试中的corner case实现数据驱动下的算法升级,成为行业内新的课题。
2022年3月,腾讯与中汽数据签署合作协议,量产领域数据闭环及仿真测试成为研发重点之一。
2022年9月,IAE智行众维与中国汽车工业协会的自动驾驶行业数据公共服务VDBP平台签署战略合作协议,通过与中汽协和VDBP平台的紧密合作,最大化扩展仿真场景数据来源,解决原始数据数量不足、来源单一等问题,而且依托平台服务于国内外更多主机厂。
2022年11月,百度发布的自动驾驶数据闭环合规方案,通过专有云平台进行数据解密、数据脱敏、数据脱密后进行仿真训练,实现仿真测试的同时保证了数据的合规性和保密性。
IAE智行众维的X-IN-LOOP仿真测试技术体系,将技术闭环和数据闭环理念贯穿汽车开发验证全流程,提供从软、硬件在环、驾驶员在环、高级整车在环、车辆-环境-交通在环,到数字孪生场景库和云算力海量仿真等在内的完整技术方案和服务,实现自动驾驶研发、测试和验证在时间和空间上的加速,助力自动驾驶商业化落地。
IAE智行众维基于X-IN-LOOP和“水木灵境”场景工场的连续仿真测试

此外,从仿真对象来看,自动驾驶汽车与V2X融合仿真的趋势正在加快。目前的仿真软件中道路标志、标线、道路设施是作为静态环境要素存在的。随着车路协同和车联网技术的发展,道路感知、通信等基础设施将参与到自动驾驶车辆的驾驶行为交互中,在城市智能基础设施作用下车辆行为的仿真将对技术提出新的要求。