從自動駕駛初創(chuàng)公司、軟件開發(fā)商、硬件提供商以及汽車制造商都在不同程度的通過虛擬仿真工具加速技術(shù)研發(fā)和測試。
虛擬仿真相關(guān)企業(yè)也成為資本追逐的對象。與此同時，游戲引擎公司、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、云計算公司等等形形色色的企業(yè)都在加入這場“未來市場”爭奪戰(zhàn)。
仿真模擬平臺的重要性在于，對于工程師來說，開發(fā)這些功能所需的算法和傳感器配置，1000萬英里的道路測試仍然無法生成足夠多的有價值數(shù)據(jù)。
而達(dá)到這個數(shù)量級，Waymo用了幾年的時間，而模擬仿真一天的行駛里程就可以達(dá)到1000萬英里。
近日，寶馬公司透露，該公司95%的自動駕駛汽車測試都是在模擬環(huán)境中進(jìn)行的，而不是在道路上進(jìn)行。
基于虛擬仿真測試平臺，意味著自動駕駛技術(shù)可以在更短的時間、更多的條件、更低的成本和零風(fēng)險下進(jìn)行更多的測試。
而為寶馬提供相關(guān)工具及技術(shù)支持的，是一家名為Unity Technologies的游戲引擎公司。該公司上個月18日在美股掛牌上市，最新公司市值超過200億美金。
這是迄今為止，首家IPO上市的，可以為汽車行業(yè)提供虛擬仿真測試工具及平臺的第一股。同時，也將帶動一輪相關(guān)領(lǐng)域的資本新浪潮。
一、兩年前進(jìn)軍汽車行業(yè)
Unity是由Unity Technologies研發(fā)的跨平臺2D/3D游戲引擎，可用于開發(fā)Windows、MacOS及Linux平臺的單機(jī)游戲、視頻游戲，以及iOS、Android等移動設(shè)備的游戲。
除可以用于研發(fā)電子游戲之外，Unity還廣泛用作建筑可視化、實(shí)時三維動畫等類型互動內(nèi)容的綜合型創(chuàng)作工具。
Unity的成名，最初于2005年在蘋果公司的全球開發(fā)者大會上對外公布并開放使用，當(dāng)時只是一款面向Mac OS X平臺的游戲引擎。
兩年前，Unity公司宣布進(jìn)軍汽車和交通行業(yè)。通過新成立的汽車部門，加大3D渲染技術(shù)在上述行業(yè)的市場拓展。
起初，主要通過Unity引擎為汽車制造商和零部件供應(yīng)商提供實(shí)時3D、VR和AR技術(shù)支持。團(tuán)隊主要來自大眾、雷諾、通用、德爾福和電裝等汽車行業(yè)巨頭。
在此之前，Unity已經(jīng)和奧迪、大眾、凱迪拉克、奔馳等巨頭合作，涉及到交互式VR設(shè)計、虛擬展廳等等業(yè)務(wù)。
此后，Unity發(fā)布了兩個針對汽車行業(yè)的3D應(yīng)用工具，其中一個就是與微軟合作推出的AirSim，允許在虛擬環(huán)境中進(jìn)行自動駕駛測試。
AirSim通過基于Unity的performant引擎、易于使用的c#開發(fā)環(huán)境和高質(zhì)量虛擬組件，幫助加快自動駕駛開發(fā)進(jìn)度。
AirSim是一款用于自動駕駛系統(tǒng)開發(fā)的開源模擬器，由現(xiàn)實(shí)環(huán)境和車輛動力學(xué)組成的平臺，允許進(jìn)行人工智能、深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)和計算機(jī)視覺實(shí)驗。
“我們的目標(biāo)，是讓客戶能夠以一種低成本的方式開發(fā)現(xiàn)實(shí)的虛擬環(huán)境，并以新的方式在深度學(xué)習(xí)的世界中進(jìn)行實(shí)驗。”微軟研究院AI首席研究員Ashish Kapoor表示。
AirSim在Unity上提供了在高幀/秒的情況下流暢的整體性能。與Visual Studio相結(jié)合，您將獲得真正集成的、易于使用的最終開發(fā)環(huán)境。
此外，Unity提供了無縫跨平臺支持，AirSim可以同時運(yùn)行在Windows和Linux上。無論您選擇哪種平臺，您都可以訪問相同的功能設(shè)置來運(yùn)行高性能的模擬測試。
用Unity公司CEO的話說，以汽車為中心的基于虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的3D應(yīng)用工具的范圍將隨著行業(yè)的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大。
“我們正處于游戲市場技術(shù)整合的最前沿，這一技術(shù)被用來改變汽車的設(shè)計、制造和銷售方式。”上述人士表示，從很多方面來看，汽車業(yè)將經(jīng)歷自組裝線建成以來最大的變化之一。
除了虛擬仿真測試，Unity公司還在涉足利潤最為豐厚的汽車人機(jī)交互界面的3D渲染技術(shù)。““實(shí)時3D正在重新定義未來汽車的車內(nèi)體驗。”該公司負(fù)責(zé)人表示。
就在幾天前，Elektrobit公司宣布與Unity達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方將聯(lián)合開發(fā)下一代實(shí)時3D汽車交互技術(shù)，以應(yīng)對汽車高性能計算平臺的日益普及，顯示器尺寸和數(shù)量的不斷增加對更實(shí)時、更逼真的3D體驗的需求。
這次合作基于Unity的實(shí)時3D渲染平臺，以及Elektrobit的HMI開發(fā)工具鏈EB GUIDE，將進(jìn)一步提高汽車沉浸式交互界面的開發(fā)效率。
截至目前，全球排名前十的汽車制造商中，有8家是Unity公司的客戶，此外，包括谷歌、百度、LG等都與該公司合作自動駕駛虛擬仿真平臺。
二、行業(yè)競爭進(jìn)入深水區(qū)
在汽車行業(yè)，跨界公司快速進(jìn)入的唯一策略，就是找到有代表意義的典型客戶。寶馬，就是Unity公司自動駕駛虛擬仿真平臺的核心客戶之一。
寶馬集團(tuán)負(fù)責(zé)自動駕駛功能的仿真專家尼古拉斯•鄧寧表示：“在寶馬，我們認(rèn)為仿真是開發(fā)自動駕駛的關(guān)鍵。”
該團(tuán)隊利用Unity開發(fā)定制工具，幫助1800名自動駕駛開發(fā)人員可視化開發(fā)工作，通過清晰地將代碼庫分離到不同的抽象層來對所有代碼進(jìn)行單元和集成測試。
寶馬使用Unity創(chuàng)建了一個圖形編輯器，可以很容易地改變測試場景，改變交通的數(shù)量和類型、行人的存在、交通標(biāo)志、道路的布局和標(biāo)記，以及光線和天氣的環(huán)境條件。
“如果沒有模擬工具，我們將更多地依賴于由各種通信協(xié)議和中間件層提供的其他工具，自動駕駛代碼是建立在這些協(xié)議和中間件層之上的，”鄧寧表示，這導(dǎo)致研發(fā)極其低效率。
在小規(guī)模測試中，寶馬的虛擬車隊進(jìn)行了數(shù)萬英里的短距離測試，通常耗時不到一分鐘。這有助于評估自動駕駛程序的某些部分，如車輛軌跡規(guī)劃。
在大規(guī)模的系統(tǒng)測試中，寶馬搭建了從慕尼黑到斯圖加特的擴(kuò)展場景，并將移動的車輛、行人、多變的天氣以及地圖數(shù)據(jù)、傳感器輸入和車輛動力學(xué)結(jié)合起來。
通過虛擬測試平臺，寶馬的工程師可以虛擬車隊在德國的不同城市之間行駛，并自動檢測低于可接受閾值的情況。比如，與其他車輛保持的距離，或者自動駕駛功能的失效等等。
此外，仿真工具部署也在從純軟件在環(huán)平臺一直延展到硬件在環(huán)平臺。同時，Unity 3D的下一步升級，將能夠把整個車輛納入系統(tǒng)，而不僅僅是部分硬件組件。
鄧寧表示，“這一大步將是進(jìn)入整車在環(huán)測試，有助于最終的軟硬件集成測試，進(jìn)一步提高整個開發(fā)周期的效率。”
這意味著，自動駕駛虛擬仿真行業(yè)的“競賽”將進(jìn)入深水區(qū)。
一方面，如何將傳統(tǒng)游戲引擎的技術(shù)與汽車行業(yè)的應(yīng)用真正融合，而不是簡單的一個工具平臺;另一方面，就是用標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)來加速行業(yè)需求釋放。
比如，英偉達(dá)推出的Drive Constellation平臺，正在與德國認(rèn)證機(jī)構(gòu)TUV SUD合作，共同打造自動駕駛汽車測試和許可標(biāo)準(zhǔn)。
騰訊自動駕駛仿真技術(shù)總監(jiān)孫馳天認(rèn)為，對于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的仿真測試，至少需要具備以下幾個核心能力：
比如，面向三維場景仿真以及傳感器仿真，需要高度的場景幾何還原，使場景內(nèi)各種元素的形狀，相對位置與現(xiàn)實(shí)世界一致;
面向控制及車輛動力學(xué)仿真，需要實(shí)現(xiàn)場景的物理還原，使得仿真場景遵循與現(xiàn)實(shí)世界相同的物理規(guī)則;
面向決策規(guī)劃仿真，需要保證場景內(nèi)所有動態(tài)元素的行為符合現(xiàn)實(shí)中的邏輯，完成場景的邏輯還原。
另外，隨著自動駕駛層級的提高，需要覆蓋的場景也成幾何倍數(shù)增長，所以云端高并發(fā)仿真尤為重要，這是自動駕駛虛擬仿真和傳統(tǒng)仿真技術(shù)最大的區(qū)別之一。
此外，仿真測試的成本也不能小視。
“我們結(jié)合真實(shí)路采數(shù)據(jù)+虛實(shí)結(jié)合來做融合的仿真，整個團(tuán)隊花了很多時間去打造整個流程，在系統(tǒng)上提升效率，包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省⒓铀倌芰?，以及資源占用，最終把仿真測試的成本降下來。”孫馳天表示。
按照計劃，Unity將投入數(shù)億美元進(jìn)行大規(guī)模投資，在傳統(tǒng)優(yōu)勢的游戲引擎領(lǐng)域之外，快速在汽車等工業(yè)領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。
預(yù)計，隨著自動駕駛仿真技術(shù)的成熟，它可能會走上一條類似于EDA軟件和半導(dǎo)體所走的道路。
