Autonoma fordon tar hjälp av sensorer för att noggrant välja och hitta sin rutt. För att säkerställa detta i alla möjliga situationer valideras fordon, styrenheter och sensorer effektivt i tidiga utvecklingsstadier: de testas i virtuella testmiljöer med en enorm mängd testfall. Fengco och dSPACE möter dessa krav genom att erbjuda ”Sensor Simulation” – en unik och komplett lösning baserad på att simulera en sensors fysiska fenomen och egenskaper.
Sensor Simulation innehåller modeller som skapar en virtuell 3D-värld för att representera verkliga objekt i fordonets omgivning. Det tillhandahåller också modeller av kamera-, radar- och lidarsensorer för att simulera världsuppfattningen av sensorerna. För detta ändamål simulerar modelltyperna två väsentliga aspekter:
- Sensorns front end: För en sensor är front end en detektorkomponent. I kameror är detta linsen och den analoga-digitala bildomvandlaren. En radarmodell innehåller till exempel signalmodulering och antennmönstret som front end. Medan front end hos en lidar består av laser- och LED-egenskaper samt sammansättningen av fotodetektorerna (mottagande lysdioder).
- Sensormiljö: Omvärldsmodellen följer de fysiska lagarna för signalutbredning som påverkas av materialegenskaper och kanaldämpning. Den kan simulera alla miljödetaljer som kan upptäckas av den relevanta sensorn. Dessa inkluderar andra fordon, vägar, trafikskyltar, vägkonstruktioner etc.
Sensormodellerna tillhandahåller sensorrealistiska simuleringsdata som kan användas för att validera funktioner för autonom körning eller en delmängd av dem, till exempel datafusion eller objektdetektering. För bästa prestanda kan sensormodellerna köras på plattformar, till exempel Sensor Simulation PC, som är utrustad med kraftfulla grafikprocessorenheter (GPU).
Sömlös Simulering
Sensor Simulation stöder återanvändning av modeller och testscenarier på olika plattformar. Därför kan test som skapats och används på utvecklarens dator köras på en simulator eller i molnet och vice versa. Detta möjliggör enkel och snabb skalning av parallella tester. Hela valideringsprocessen från SIL-simulering till HIL-simulering stöds. Detta möjliggör mångsidiga testmetoder med verkliga och virtuella styrenheter eller sensorer.
Flexibel Integration
Sensor Simulation ger flexibilitet via ett applikationsprogrammeringsgränssnitt (API) för att stödja specialanpassade lösningar. APIt för efterbehandling online är ett effektivt sätt att implementera sensorspecifika tilläggsmoduler direkt i produkten. Det kan t.ex. användas för att anpassa utgångsformatet eller integrera en sensormodell från sensorleverantören. Den resulterande anpassade koden körs på GPU under hela processen. Därför kan du använda samma kod i SIL- och HIL-domäner.
Kameramodulen
Kameramodulen är utformad för simulering och validering av kamerabaserad assistans och automatiserade körfunktioner. Den gör det möjligt att injicera data i råformat i elektroniken bakom imagerchipet. Programvarumodulen möjliggör kamerasimulering baserad på ljusutbrednings- och mätprincipen för imagerchipet. Modulen tillhandahåller realistisk, fysikbaserad simulering av kamerasensorer med många olika konfigurationsalternativ, till exempel fish-eye-effekter. Kameramodulen stöder simulering av flera bildchips och flera kameror för en 360 °-vy.
Lidarmodulen
Lidar-modulen möjliggör lidarsensorsimulering baserad på sensorns designprincip (laser och fotodetektor). Modulen ger fysikbaserad simulering av lidarsensorer med många olika konfigurationsalternativ. Omvärldssimuleringen är baserad på raytracing-teknik. Det tillåter injektion av lidardata i råformat eller punktmolnformat i en databehandlingskedja. För varje punkt i ett punktmoln beräknas olika värden, t ex ytnormalvektor, azimutvinkel, höjningsvinkel, avstånd, reflektionsförmåga, relativ hastighet, material-ID och optisk effekt. Dessutom kan strålkronologin för skanningssensorerna simuleras och konfigureras. Flera ekon (t.ex. från överföring av halvgenomskinliga material) beaktas också.
Radarmodulen
Modulen tillhandahåller realistisk, fysikbaserad simulering av radarsignaler i en virtuell miljö med ett stort antal konfigurationsalternativ. Omvärldssimuleringen är baserad på raytracing-teknik. Det gör det möjligt att injicera radardata i en databehandlingskedja i olika format. Dessutom kan ett API användas för att utöka funktionaliteten för radarsimuleringen för databehandlingsalgoritmer. Som standard levereras två bearbetningsmallar med modulen. Den ena returnerar kanalimpulssvaret från miljön som strålar som innehåller information om azimutvinkel, höjningsvinkel, avstånd och den relativa hastigheten för träffobjekt. Dessutom returneras det reflekterade elektriska fältet som en polarisationsmatris. Kunden kan vidare bearbeta denna data, till exempel för att generera rådata, såsom spänningar för de analoga-digitala omvandlarna (ADC) från en riktig sensor.
Den andra behandlingsmallen returnerar en detekteringslista. Omvärldens radarsvar utvärderas och signalerna sorteras i ett justerbart fyrdimensionellt nät (tre rumsliga och en hastighetsdimension).
