Annons

SIMULERING & ANALYS: Digitala tvillingar och NVIDIA-sensorer centrala inslag i ny plattform för validering av autonoma fordon

Ingen behöver tvivla över att vägen mot autonoma fordon blir digital, men i kombination med fysiska inslag. Virtuella simulerings-verktyg, byggda på digitala tvilling-koncept, kombinerat med fysiskt baserad sensorsimulering på en och samma plattform ser i denna kontext ut som en intressant lösning för att hantera självkörande transportlösningar. Det menar i alla fall MITER – en statligt sponsrad amerikansk ideell forskningsorganisation – som i samarbete med Mcity vid University of Michigan nyligen annonserat att man ska satsa på att utveckla en sådan kombinerat virtuell och fysisk valideringsplattform för autonoma fordon (AVs, Autonomous Vehicles) för industri-installation.
Detta partnerskap lanserades under NVDIAs AI Summit i Washington och planen är att MITER ska använda Mcitys simuleringsverktyg och en digital tvilling till dess Mcity Test Facility, som är en verklig AV-testmiljö i dess Digital Proving Ground-anläggning (DPG). Den gemensamma plattformen kommer att leverera fysiskt baserad sensorsimulering som möjliggörs av NVIDIA Omniverse Cloud Sensor RTX APIer.
”Genom att kombinera dessa simuleringsfunktioner med MITER DPGs ramverk för rapportering kommer utvecklare att kunna utföra uttömmande tester i en simulerad värld för att säkert validera AVer innan de implementeras i verkliga fysiska trafikmiljöer,” skriver bloggaren Katie Washabaugh på NVIDIAs sajt.
Detta partnerskap är intressant av flera skäl, men i första hand för att den nuvarande regleringsmiljön för AVer är fragmenterad, vilket innebär betydande utmaningar för utbredd distribution. Idag navigerar amerikanska företag efter regelverk på olika nivåer - stad, delstat och federal regering — utan en tydlig väg till storskalig insats. MITER och Mcity strävar efter att ta itu med denna oklarhet med omfattande valideringsresurser som är öppna för hela branschen.
I Europa är att EUs trafiksäkerhetsdirektiv General Safety Regulation (GSR) obligatoriskt för alla nytillverkade fordon som säljs inom unionen. I direktivet ingår även det legala ramverket för godkännande av autonoma fordon inom unionen.
Mcity vid University of Michigan är ett slags lab för mobilitetsinnovation där flera kända forskare i en unik testanläggning med AI-driven datakapacitet, samlar industri, myndigheter och akademi från olika discipliner för att främja transportsäkerhet, hållbarhet och tillgänglighet.
En central del av det nu annonserade samarbetet är alltså sensorsimulering, som modellerar fysiken och beteendet hos kameror, lidar, radar och ultraljudssensorer på ett fysiskt fordon, och studerar hur dessa sensorer interagerar med sin omgivning. Mcity kommer att bidra med simuleringsinfrastruktur, en digital tvilling och möjligheten att sömlöst koppla ihop virtuella och fysiska världar med NVIDIA Omniverse. Hur då?

NVIDIAs Omniverse är, som PLM&ERP News tidigare rapporterat, en öppen plattform som gör det möjligt för systemutvecklare att bygga fysiska AI och robotsystemsimulerings-applikationer. I första hand är ”Omniverset” en visualiserings- och samverkansplattform som bygger på en multi-GPU (Graphic Processing Unit)-lösning, ett i och för sig ovanligt avancerat och kapabelt grafikoperativ-system med APIer, eller kopplingar till i dagsläget det bästa och det mesta av mjukvaror från PLM-företagen. 

Mercedes utvecklar digital fabrik i NVIDIA Omniverse
Ett spännande exempel är att fordonstillverkaren Mercedes-Benz använder Omniverse-tekniken i sitt digitala fabriks-projekt i ungerska Kecskemét, där bolaget skapat en digital version av anläggningen. De digitala tvillingarna och 3D-modellerna produceras i Mercedes produktutvecklings-system som bygger på Siemens Digital Industries Softwares PLM-plattform Xcelerator – t ex med Teamcenter som dataryggrad i cPDm-installation (collaborative Product Definition Management) och NX CAD för att producera avancerade 3D-modeller, etc, applikationer.
Vi ska dock tillägga att när det gäller det nu annonserade samarbete har inte angivits i vilket system de digitala tvillingarna byggts.

Realistisk testmiljö
Hur som helst kommer Mcitys simuleringsverktyg kommer att ansluta till Omniverse Cloud Sensor RTX API och återge en Universal Scene Description (USD) modell av Mcitys fysiska testyta. DPG kommer att kunna simulera beteendet hos fordon och fotgängare i en realistisk testmiljö och använda DPG-rapporteringsramverket för att förklara hur AV presterade.
En tung poäng är att MITER och intressenterna i organisationens ekosystem aktivt och kontinuerligt utvecklar Digital Proving Ground-plattformen för att underlätta branschövergripande standarder och förordningar. Detta är inte minst viktigt i skenet av att en av de största luckorna i det amerikanska regelverket är frånvaron av allmänt accepterade säkerhetsstandarder som industrin och tillsynsmyndigheterna kan lita på.

”Avsaknaden av gemensamma standarder lämnar tillsynsmyndigheter med begränsade verktyg för att verifiera AV-prestanda och säkerhet på ett repeterbart sätt, medan företag kämpar för att visa mognad i sin AV-teknik. Möjligheten att göra det är avgörande i kölvattnet av incidenter på allmän väg, där AV-utvecklare måste demonstrera tillförlitligheten hos sin mjukvara på ett sätt som är acceptabelt för både industri och tillsynsmyndigheter,” skriver Washabaugh.

Mcity-direktören Henry Liu annonserade nyligen att AV-testbädden är tillgänglig för fjärrtester för USA-baserade forskare. IMAGE: Brenda Ahearn/Michigan Engineering

NCAP-testerna otillräckliga
Hittills har NCAP varit avgörande för att sätta riktmärken för fordonssäkerhet i traditionell fordonsutveckling, inte minst känt för krocktesterna. Men NCAP är otillräckligt för AV-utvärdering, där säkerhetsmått går utöver krocktester ifråga om komplexitet och möjlighete att bedöma realtidsbeslut fattande i dynamiska miljöer.

Men det finns fler begränsningar: Traditionella vägtester utsätter fordon för verkliga förhållanden, men saknar skalbarheten som krävs för att bevisa säkerheten över en mängd olika marginalfall. Det är särskilt svårt att testa sällsynta och farliga scenarier på allmänna vägar utan betydande risk.

”Genom att tillhandahålla både fysiska och digitala resurser för att validera AVer, kommer MITER och Mcity att kunna erbjuda en säker, universellt tillgänglig lösning som tar itu med komplexiteten i att verifiera autonomi,” hävdar Katie Washabaugh.
Absolut, konstaterar Joseph Kolly, chef för Integrated Systems Innovation Center på MITRE. ”Samarbete med nyckelintressenter och innovatörer kommer att vara nyckeln till att se till att framtida transportsystem och automatiserade fordon tjänar allmänhetens behov och genom att kombinera Mcitys grundläggande forskning med MITREs fokus på operativ övergång och komplexa system-of-system-distributioner, är vi redo att göra betydande framsteg för att förbättra transportsäkerheten och effektiviteten.”

Fysiskt baserad sensorsimulering
Vi var ovan inne på sensorernas betydelse i kontexten och klart är att sensorsimulering gör det möjligt för utvecklare att träna mot och testa sällsynta och farliga scenarier – som extrema väderförhållanden, plötsliga övergångsställen eller oförutsägbart förarbeteende – på ett säkert sätt i virtuella miljöer.

I MITER-anläggningen kan AV-företag använda sensorsimulering för att återskapa verkliga händelse, analysera deras systems respons och utvärdera hur deras fordon presterar – vilket påskyndar valideringsprocessen.

Dessutom är simuleringstesterna repeterbara, vilket innebär att utvecklare kan spåra förbättringar eller regressioner i AV-stacken över tid. Detta innebär att AV-företag kan tillhandahålla kvantitativa bevis till tillsynsmyndigheter för att visa att deras system utvecklas och tar itu med säkerhetsproblem.

Print Friendly, PDF & Email

Success Stories

Success Stories

Industriellt

Intressant på PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

Aktuell ANALYS

Aktuell Analys

Aktuell Analys

3D-printing

Block title