自动驾驶仿真

参考:Unity自动驾驶仿真

地形构建、建模、交通流架构、天气天时架构、车辆/物理、传感器仿真、数据记录

目前的开源仿真工具主要是基于Unreal和Unity完成的。前者的代表有Carla和Arisim,后者的代表有lgsvl模拟器。

先看看仿真这两个字,从词义上就可以看到,没有“真”是不行的。仿真的需求离不开真实性的需求。不能满足真实性的坏数据无法训练出真正有效的模型,也不能保证自动驾驶测试的可靠性。再来看“仿”,仿真本事上是完成现实世界到计算机虚拟空间的映射,在转化过程中核心性质已经完全转变,掌握这个具体映射过程的工作原理和细节可帮助我们抽象/表征出关键特征维度。但表现出真实环境中所有特征维度是不现实的,建模成本过高了些。在有限的资源范围内做出高仿真场景应该是未来相关软件迭代的方向之一。

目前市面上与自动驾驶仿真相关的软件很多。第一类是专门的自动驾驶模拟仿真软件,如Prescan、VTD、51sim-one、Panosim、GaiA等等。第二类是基于游戏引擎做的自动驾驶仿真软件,主要代表是基于Unity的Lgscl Simulator、baidu-Unity,基于Unreal的Carla、Carsim等。第三类是基于一些机器人仿真软件做的自动驾驶仿真器,如基于ROS的Gazebo、rviz开发的仿真平台,基于blender开发的平台等等。

1.AirSim是一款基于Unreal Engine(我们现在还有一个实验性的Unity版本)构建的无人机,汽车等模拟器。它是开源,跨平台的,并通过流行的飞行控制器(例如PX4)支持硬件在环,以进行物理和视觉逼真的仿真。它是作为Unreal插件开发的,可以直接放入任何Unreal环境中。同样,我们有一个Unity插件的实验版本。

我们的目标是将AirSim开发为AI研究的平台,以对自动驾驶汽车的深度学习,计算机视觉和强化学习算法进行实验。为此,AirSim还公开API以平台无关的方式检索数据和控制车辆。

2.CARLA是用于自动驾驶研究的开源模拟器。CARLA是从零开始开发的,旨在支持自动驾驶系统的开发,培训和验证。除了开源代码和协议,CARLA还提供了为此目的而创建且可以免费使用的开放数字资产(城市布局,建筑物,车辆)。该仿真平台支持传感器套件和环境条件的灵活规范。

3.LGSVL模拟器LG电子美国研发中心已经为自动驾驶汽车开发商开发了基于HDRP Unity的多机器人模拟器。我们提供了开箱即用的解决方案,可以满足希望专注于测试其自动驾驶汽车算法的开发人员的需求。目前,它已与TierIV的Autoware和百度的Apollo 5.0Apollo 3.0平台集成,可以生成高清地图,并且可以立即用于测试和验证整个系统,而无需进行自定义集成。我们希望通过开源我们的努力在机器人技术和自动驾驶汽车开发商之间建立协作社区。

4.PreScan 是基于物理学的模拟平台,用于汽车行业开发基于雷达、激光/激光雷达、摄像头和 GPS 等传感器技术的高级驾驶员辅助系统 (ADAS)。PreScan 还可以用于设计和评估车与车 (V2V) 和车与基础设施 (V2I) 通信应用以及自动驾驶应用。PreScan 可用于从基于模型的控制器设计 (MIL) 到利用软件在环 (SIL) 和硬件在环 (HIL) 系统进行的实时测试等应用。

5.VIRES Test DriveVTD是用于驱动仿真应用程序的完整工具链。VTD是我们的工具包,用于在基于公路和铁路的模拟范围内创建,配置,呈现和评估虚拟环境。它用于开发ADAS和自动驾驶系统以及培训模拟器的核心。它涵盖了从生成3d内容到模拟复杂交通场景以及最终模拟简化或物理驱动的传感器的整个范围。它用于SiL,DiL,ViL和HiL应用程序,也可以作为包括第3方或自定义程序包在内的协同仿真进行操作。通过其开放式和模块化设计,可以轻松进行接口和集成。

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交通流

1.SUMO是一个开放源代码,高度可移植,微观且连续的交通模拟包,旨在处理大型道路网络。它主要由德国航空航天中心运输系统研究所的员工开发
2.ASM是用于模拟内燃机,车辆动力学,电气组件和交通环境的工具套件。开放式Simulink模型用于基于模型的功能开发以及在硬件在环(HIL)仿真器上的ECU测试中。

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3.PG Automotive已在CarMaker中发布了最新版本的对象模拟功能IPGTraffic。它可以交互式生成任意交通场景,并且最适合用于具有对象检测功能的不同高级驾驶员辅助系统的MIL,SIL和HIL测试。
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5.CommonRoad在复杂的交通情况下找到安全的行车路线是自动驾驶的主要挑战之一。通常,在开始开发新的运动计划技术之前,必须先开发一个大型软件框架-这样的框架通常包括用于表示道路网络,在该网络上进行推理,碰撞检查,模拟车辆动力学并可视化结果的软件,以便仅列举几个方面。所有这些均由https://commonroad.in.tum.de上可用的CommonRoad软件框架处理。

  1. 书籍 Fundamentals of Traffic Simulation
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