7 - 2020

Безопасность на 360 градусов

Новое решение Simcenter Prescan360 позволяет провести расчет тысяч различных дорожных сценариев при разработке транспортных средств.

Появление беспилотных автомобилей меняет подходы производителей к разработке транспортных средств нового поколения. Только наличие самых современных технологий может обеспечить безопасное и комфортное перемещение людей в городском транспортном потоке под управлением бортовых систем автомобиля. Такие системы должны разрабатываться в стабильной, контролируемой и высоконадежной среде. Эпоха нового подхода к проектированию транспортных средств уже наступила.

Решения от Siemens Digital Industries Software дают возможность автоматизировать рабочие процессы, анализировать проектные решения и верифицировать конструкции автономных автомобилей на уровне как отдельных систем и программного обеспечения, так и транспортного средства в целом. В результате внедрения цифровых технологий компании получают хорошо отлаженные и контролируемые процессы разработки беспилотных автомобилей.

Основное требование, которое необходимо соблюдать на всех стадиях проектирования беспилотного автомобиля, — обеспечение безопасности пассажиров. Перенос ответственности за решения в момент предотвращения аварии от водителя на изготовителя влияет на процесс разработки. Автопроизводителям придется подтверждать надежность применяемых процессов и эффективность систем автоматизированного вождения, особенно в тех случаях, когда из­за неверного маневра беспилотного автомобиля могут пострадать или погибнуть люди.

Системы автоматизированного вождения должны безопасно реагировать на все возможные дорожные ситуации в любых погодных условиях и при любом состоянии покрытия. Такие системы очень сложны, и производителям необходимо построить надежный процесс их контроля и проверки характеристик в самых разных условиях эксплуатации. Процесс должен быть воспроизводимым, чтобы те же испытания можно было повторить с новой модификацией автомобиля. Это позволит сравнить различные показатели и исследовать все проектные решения.

Siemens Digital Industries Software разработала платформу для всеобъемлющей верификации и валидации систем под названием Simcenter Prescan360™, входящую в линейку портфеля Simcenter. Исходя из требований к изделию и из архитектуры автомобильных систем, решение позволяет создать бесконечное число виртуальных сценариев, объединяя модели окружающего мира, автомобиля и информацию с датчиков.

Для проверки каждого требования Simcenter Prescan360 подбирает варианты испытаний, при этом общая численность рассматриваемых сценариев может достигать сотен или даже тысяч. Совместное использование систем Simcenter Prescan и HEEDS™ дает возможность реализовать сразу несколько подходов к автоматической генерации подобных вариантов испытаний. Обычно для такого подхода применяются специальные инструменты на основе скриптов. Также специалисты могут воспользоваться программным комплексом Simcenter Amesim — именно это решение чаще всего применяется при разработке моделей транспортных средств с поддержкой различных уровней детализации элементов и систем. Ко­симуляция с Simcenter Amesim позволяет добиться необходимой точности и оптимизировать время расчета.

Simcenter Prescan учитывает фактические отражающие свойства объектов при моделировании радаров, камер, лидаров (лазерных дальномеров) и ультразвуковых датчиков. Пользователь имеет возможность сам выбирать модели датчиков и степень детализации: от самых базовых математических моделей до моделирования распространения волн и функционирования датчика. Платформа HEEDS служит управляющим инструментом, который позволяет автоматизировать процесс создания сценариев испытаний, процесс верификации и валидации систем. Решение HEEDS гарантирует эффективные расчеты тысяч сценариев с применением имеющейся вычислительной инфраструктуры, обеспечивая связь требований к изделию с результатами расчетов.

Для проведения сотен и тысяч различных расчетов необходимы серьезные вычислительные мощности. Приобретение и содержание необходимой инфраструктуры требует от компании больших капитальных вложений, что не всегда целесообразно. Отвечая этому вызову, Siemens Digital Industries Software предлагает своим заказчикам возможность запуска расчетов в облачной инфраструктуре.

В Simcenter Prescan360 большинство испытаний полностью выполняется  на основе виртуальных моделей (подход MiL). Такой подход объединяет высокоточные виртуальные модели транспортного средства, окружающей среды, датчиков и системы управления для получения максимально достоверных результатов расчетов.

На практике такие модели становятся начальной точкой для создания различных тестовых сценариев. Для построения сценариев пользователь может применять самые разные источники информации. Например, существуют специализированные базы данных по сценариям, такие как GIDAS и CIDAS (базы данных по дорожно­транспортным происшествиям в Германии и Китае соответственно). Многие автопроизводители и поставщики компонентов сами проводят испытания и фиксируют данные о дорожном движении, преобразуя их в дорожные сценарии в формате OpenSCENARIO. Наконец, есть специальные программы для искусственной генерации сценариев. В Simcenter Prescan можно загрузить сценарии практически из всех источников, чтобы проводить расчеты на компьютерных кластерах. Генерацией, согласованием и исполнением огромного числа вариантов испытаний занимается система HEEDS.

Появление Simcenter Prescan360 стало настоящим прорывом на пути к массовому выпуску автономных автомобилей. Объединив решения Simcenter Prescan и HEEDS, автопроизводители получают прочную основу для новой платформы контроля и проверки характеристик отдельных систем и всего автомобиля в целом. Компания Siemens Digital Industries Software продолжает инвестировать в разработку своих продуктов, стараясь сделать их максимально эффективными, помогая заказчикам создавать безопасные, надежные и комфортные автономные автомобили.