虛擬仿真 自動(dòng)駕駛行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵賽點(diǎn)

2020年第一季度,全球自動(dòng)駕駛企業(yè)融資高達(dá)35億美元(約合人民幣247億元),同比增長(zhǎng)了34.1%,其中大部分的資金流向了中、美兩國(guó)。

資本的嗅覺(jué)往往是最敏銳的,融資規(guī)模連續(xù)兩年縮水的自動(dòng)駕駛行業(yè)重獲資本加碼,或許意味著困擾行業(yè)多年的自動(dòng)駕駛落地難題即將得到破解。自動(dòng)駕駛虛擬仿真技術(shù)作為破解這一難題的關(guān)鍵,自然也成為了行業(yè)玩家爭(zhēng)奪的“新高地”。

自動(dòng)駕駛行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)“新高地”

自動(dòng)駕駛是人類期盼已久的尖端科技,美國(guó)自動(dòng)駕駛道路測(cè)試的歷史至少可以追溯到2010年,中國(guó)也在2018年就開始發(fā)放自動(dòng)駕駛道路測(cè)試牌照。但迄今為止,自動(dòng)駕駛技術(shù)依然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用,如何保證自動(dòng)駕駛汽車的行駛安全,始終是橫在所有玩家面前的一條鴻溝。

行業(yè)有個(gè)公認(rèn)的數(shù)據(jù)是,自動(dòng)駕駛算法要想達(dá)到人類駕駛員的水平,需要的測(cè)試?yán)锍碳s等于在地球與太陽(yáng)之間往返50余次(大約170億公里),這期間產(chǎn)生的時(shí)間和金錢成本是難以估量的,而且許多極端的測(cè)試場(chǎng)景是可遇不可求的,要完全依靠實(shí)際路試來(lái)達(dá)成測(cè)試目標(biāo)并不現(xiàn)實(shí)。

自動(dòng)駕駛汽車實(shí)路測(cè)試

為了破解測(cè)試難題,虛擬仿真技術(shù)被廣泛運(yùn)用到自動(dòng)駕駛測(cè)試中,通過(guò)三維重建,傳感器模型、動(dòng)力學(xué)模型等技術(shù)仿真還原現(xiàn)實(shí)世界的交通環(huán)境,讓自動(dòng)駕駛汽車進(jìn)入仿真世界進(jìn)行測(cè)試不但能輕松構(gòu)建極端場(chǎng)景,還能有效降低測(cè)試風(fēng)險(xiǎn),提升測(cè)試效率。

在眾多自動(dòng)駕駛頭部企業(yè)已經(jīng)完成了硬件和算法搭建情況下,虛擬仿真技術(shù)的價(jià)值被進(jìn)一步放大,成為了自動(dòng)駕駛行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的“新高地“。

虛擬仿真平臺(tái)商業(yè)化運(yùn)用日益廣泛

虛擬仿真技術(shù)之所以被重視,除了其獨(dú)特的作用之外,還在于虛擬仿真是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域短期內(nèi)最具商業(yè)變現(xiàn)潛力的業(yè)務(wù)。依據(jù)去年6月發(fā)布的《中國(guó)自動(dòng)駕駛仿真技術(shù)研究報(bào)告》,自動(dòng)駕駛仿真軟件與測(cè)試預(yù)計(jì)將在5年內(nèi)達(dá)到百億美元的市場(chǎng)規(guī)模。

虛擬仿真服務(wù)的目標(biāo)客戶主要是眾多有自動(dòng)駕駛開發(fā)需求的傳統(tǒng)汽車廠商、智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試區(qū)以及部分專注于自動(dòng)駕駛算法開發(fā)的科技公司。而且在國(guó)際市場(chǎng)上,自動(dòng)駕駛仿真技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)比較普遍。

2018年奧迪與以色列仿真軟件開發(fā)商Cognata合作,虛擬重建城市交通模型用于自動(dòng)駕駛訓(xùn)練;豐田汽車也在今年與麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室合作推出了一個(gè)新的自動(dòng)駕駛仿真平臺(tái)“VISTA”;日本一家專注于自動(dòng)駕駛AI開發(fā)的公司VERTechs,運(yùn)用著名的游戲引擎UE4,渲染出了效果極為逼真的虛擬城市AUTO City,被本國(guó)多家智能汽車測(cè)試場(chǎng)采用。

我國(guó)自動(dòng)駕駛仿真技術(shù)相對(duì)起步較晚,但發(fā)展迅速,BATH四大互聯(lián)網(wǎng)巨頭都各自推出了自動(dòng)駕駛仿真系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)許多車企和測(cè)試管理部門也開始逐步引用自動(dòng)駕駛仿真技術(shù)來(lái)進(jìn)行智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研發(fā)測(cè)試。

去年,國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(長(zhǎng)沙)測(cè)試區(qū),規(guī)劃建設(shè)“智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真實(shí)驗(yàn)室“,采用騰訊高精度地圖及自動(dòng)駕駛虛擬仿真技術(shù),對(duì)長(zhǎng)沙測(cè)試區(qū)地理全貌進(jìn)行數(shù)字化建模,能夠?qū)崿F(xiàn)精度小于3cm的三維重建,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)際路測(cè)和仿真平臺(tái)測(cè)試相結(jié)合的高效安全的智能汽車測(cè)試。不僅是長(zhǎng)沙,目前我國(guó)已經(jīng)規(guī)劃建設(shè)的20余家國(guó)家級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試區(qū),大部分都在嘗試逐步構(gòu)建仿真測(cè)試能力。通過(guò)虛實(shí)結(jié)合的方式,提升測(cè)試場(chǎng)景的豐富性,高效安全的完成自動(dòng)駕駛汽車感知、控制、決策全部模塊算法的閉環(huán)仿真測(cè)試,高并發(fā)處理大規(guī)模復(fù)雜場(chǎng)景,提升測(cè)試驗(yàn)證各個(gè)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性和高效性。

騰訊高精地圖圖像

自動(dòng)駕駛虛擬仿真系統(tǒng)應(yīng)該具備哪些能力?

總體來(lái)說(shuō),從客戶的角度出發(fā),一套優(yōu)秀的仿真系統(tǒng),除了具備基本的場(chǎng)景幾何還原、物理還原、邏輯還原能力之外,還應(yīng)該具備以下幾種能力。

首先,有效利用路采數(shù)據(jù)構(gòu)建場(chǎng)景,拓展場(chǎng)景的豐富性;其次,實(shí)現(xiàn)算法本地調(diào)試+云端快速驗(yàn)證;再次,一套系統(tǒng)滿足感知、決策、控制全算法閉環(huán)及單一算法開環(huán)的使用需求,同時(shí)保證所有算法在系統(tǒng)內(nèi)的仿真一致性;最后,一套系統(tǒng)滿足MIL(模型在環(huán))、SIL(軟件在環(huán))、HIL(硬件在環(huán))、VIL(車輛在環(huán))全流程驗(yàn)證。

實(shí)現(xiàn)以上幾點(diǎn),需要虛擬仿真平臺(tái)開發(fā)商有出色的場(chǎng)景建模、傳感器建模、3D物理引擎、場(chǎng)景引擎等技術(shù),同時(shí)有強(qiáng)大的云能力支持。熟悉游戲開發(fā)的人會(huì)發(fā)現(xiàn),這些技術(shù)在游戲領(lǐng)域同樣被廣泛運(yùn)用,而事實(shí)上自動(dòng)駕駛虛擬仿真平臺(tái)就宛如一部大型的RPG游戲,所不同的是,這個(gè)游戲中的主角是自動(dòng)駕駛算法。

談及云服務(wù)以及游戲技術(shù),騰訊算是國(guó)內(nèi)的頭部玩家,同時(shí)騰訊從2016年布局自動(dòng)駕駛以來(lái),一直將虛擬仿真當(dāng)作三大核心平臺(tái)之一,并于2017年推出了自主研發(fā)的自動(dòng)駕駛虛擬仿真系統(tǒng)TAD Sim。

這套系統(tǒng)和集成了工業(yè)級(jí)的車輛動(dòng)力學(xué)模型、專業(yè)的游戲引擎、三維重建和虛實(shí)一體的交通流技術(shù),具備一套系統(tǒng)滿足全棧算法的使用需求的能力;可以完成感知、決策、控制算法等實(shí)車上全部模塊的仿真實(shí)驗(yàn)。

騰訊出色的游戲渲染技術(shù),使得TAD Sim的三維場(chǎng)景仿真以及傳感器仿真具有良好的真實(shí)度和精準(zhǔn)度。同時(shí)場(chǎng)景引擎,可以利用大量路采數(shù)據(jù)訓(xùn)練交通流AI,生成真實(shí)度高、交互性強(qiáng)的交通場(chǎng)景,進(jìn)行閉環(huán)仿真,提高路采數(shù)據(jù)的利用率。

騰訊TAD Sim仿真場(chǎng)景

另外,借助騰訊云的能力,TAD Sim可以同時(shí)在本地和云端部署測(cè)試場(chǎng)景。其中云端部署包含了場(chǎng)景云仿真和虛擬城市云仿真兩種形式,城市云仿真不斷為場(chǎng)景云仿真補(bǔ)充場(chǎng)景庫(kù),用于強(qiáng)化自動(dòng)駕駛算法,使其能在城市云仿真中運(yùn)行的更好,兩種方式相輔相成,將有效提升自動(dòng)駕駛算法的研發(fā)、測(cè)試效率。

結(jié)語(yǔ):

自動(dòng)駕駛技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累,已經(jīng)走到了落地前夜,虛擬仿真是自動(dòng)駕駛突破落地瓶頸的關(guān)鍵技術(shù),更是短期內(nèi)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域最具商業(yè)化潛力的技術(shù),圍繞自動(dòng)駕駛虛擬仿真市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng),將成為影響自動(dòng)駕駛乃至整個(gè)交通行業(yè)未來(lái)格局的關(guān)鍵。