仿真技术如何推动汽车行业发展趋势:自动驾驶汽车华体会官网app下载新浪

我们距离订购一辆自动驾驶汽车在城镇里开车还有很多年的距离，而且我们大多数人并不急于放弃方向盘。华体会官网app下载新浪在美国汽车协会(American Automobile Association)最近进行的一项调查中，大多数司机更倾向于改进现有的驾驶辅助系统，而不是开发全自动驾驶体验。事实上，当被问及这个问题时，85%的人表示他们害怕或不确定自动驾驶技术。¹

然而，原始设备制造商(oem)仍在继续推进自动驾驶汽车(AV)技术，以进一步发挥先进驾驶辅助系统(ADAS)的优势，并将在未来的道路上从更华体会官网app下载新浪多的自动驾驶中获益。不受驾驶员输入的影响，自动驾驶汽车为所有车辆乘客(以及他们在旅途中遇到的行人)提供了变革性的安全机会。它们也有可能使交通更加便利和公平，改善空气质量，并通过周到的城市规划，减少交通拥堵，创造更绿色的空间。

利用仿真技术实现车辆自动驾驶是更安全的选择

当然，关于自动驾驶的最大假设是，通过消除方向盘后面的人为因素，我们将消除大多数交通事故的根源。虽然这在一定程度上是正确的，但安全性也取决于无人驾驶技术本身是否正常运行。确保这些自主系统的技术安全性需要通过模拟进行广泛的测试和验证。

“基本上，你能想到的所有对驾驶产生负面影响的人为因素，都会因为采用自动驾驶而减少，”Ansys的业务开发人员和自动驾驶汽车主题专家吉尔斯•加利(Gilles Gallee)表示。华体会官网app下载新浪“因此，为了把这些风险因素抛在脑后，我们必须能够自信地说，在我们完全接受自动驾驶汽车之前，自动驾驶比人类驾驶员更安全。随着我们在不同级别的自动驾驶技术上取得进展，原始设备制造商面临的关键问题是如何使这项技术更安全，以及如何向有关当局证明自动驾驶汽车实际上比人类驾驶员更安全。”

就自动驾驶技术而言，原始设备制造商无法仅通过测试来复制安全性能。获得批准所需的方法学节点(或规则、方法和程序的主体)都基于国际标准化组织(ISO)标准。在这种情况下，ISO认证是最重要的，因为它描述了充分证明安全性所需的方法。

这意味着oem必须使用预期功能安全(SOTIF)方案，该方案应用特定的测试方法来显示其系统的安全性。SOTIF (ISO PAS/21448)是专门为解决汽车软件开发人员面临的自动驾驶和半自动驾驶汽车安全挑战而开发的。华体会官网app下载新浪除了大量不可行的物理测试之外，模拟是证明自动驾驶系统安全性的唯一具有成本效益和时间效率的方法。

Gallee表示:“功能安全是指降低软件、硬件和传感器故障等系统故障带来的风险。“除了功能安全之外，SOTIF还专注于适当的态势感知，以确保安全。”

Ansys生态系统中功能安全的参考点是Ansys medini分析安全分析软件。Medini analysis提供了基于模型的系统方法论和方法，这是支持该领域成功的安全分析所必需的。

为了克服验证所需的巨大工作量，Ansys还提供了与medi分析并行运行的仿真工具链。该工具链将大规模模拟与统计和场景分析相结合。它包括Ansys avxaccelerate传感器，这使得虚拟传感器模拟能够测试传感器在真实场景中的感知和行为Ansys optiSLang，提供高效的可靠性分析和基于场景的验证。为了证明这些能力，去年12月，Gallee的团队建议梅赛德斯使用optiSlang成功地向德国当局展示了其安全性梅赛德斯-奔驰2022 s级是全球市场上首款L3级自动驾驶汽车。华体会官网app下载新浪

就优先事项而言，安全无疑是oem心目中最重要的话题，特别是对于第一批L3级自动驾驶汽车而言，这是汽车行业的重大技术转变。华体会官网app下载新浪L3是一个重要的里程碑，因为它代表了第一个oem同意承担车辆运行全部责任的自动化功能。此外，当系统完全投入使用时，原始设备制造商可能会对事故负责——因此，这标志着汽车制造商责任的重大转变。

“梅赛德斯在L3级自动驾驶领域的成功尝试，确实为市场描绘了一幅蓝图，”加利表示。“同样的,我们还与宝马合作实现了一个工具链这将使自动驾驶汽车的安全性在实际安全分析之前得到验证。华体会官网app下载新浪在不久的将来，其他原始设备制造商无疑会效仿这些成就背后的方法，尤其是那些涉及模拟的方法。”

用行为预测和目标检测感知不明显的事物

在自动驾驶中有两个非常重要的因素是行为预测和3D物体检测。两者都涉及传感器和感知软件。这些功能旨在通过检测移动车辆周围的行人行为和车内驾驶员的疲劳或疏忽来减少事故。为了成功实现这些特征，人工智能(AI)增强的先进识别技术几乎是必要的。

在目前的环境下，当我们提到L3自动驾驶时，我们基本上指的是自动驾驶汽车的最高时速约为40英里/小时(60公里/小时)。华体会官网app下载新浪车速超过40英里/小时必然会增加风险，从而提高对准确性的要求，并加强对行人、动物和任何障碍物检测等预测技术的关注。

“虽然L3自动驾驶的应用是汽车行业的一个里程碑，但与未来的进步相比，它仍然非常有限。它受到限制的一个原因是它与传感技术有关，”Gallee说。“目前的传感器不够精确或可靠，无法进行先进的预测，因此下一代技术需要在更高的速度下实现更优化的性能。”

为了支持这一举措，oem和汽车供应商正在从整体性能方面提高传感技术的准确性。监管当局也在为驾驶员监控系统的发展做准备，这给传感技术、基于人工智能的机器学习和摄像头的开发带来了很大的压力。需要多大的精度，以及我们需要达到什么水平的传感器性能，还有待观察。

为了确保自动驾驶汽车的安全性和长期可靠性，oem需要在早期阶段对传感技术进行评估。这最终将需要更多的传感器和场景模拟来帮助推进他们的测试和开发目标。Ansys在模拟所有传感器模式(包括热像仪)方面的独特能力，将在他们的开发目标中发挥重要作用。

无人驾驶快递达到“无倾卸”临界点

展望未来，在公共道路上发展全自动驾驶技术的第一步将是按需移动服务，包括“机器人出租车”送货服务，也被称为最后一英里送货。通常情况下，这一应用包括通过无人驾驶车队从附近的商店运送货物和服务——所有车队都通过拼车公司在城市环境中以L4或L5级自动驾驶运行。在某些情况下，先进的人工智能算法和超高速远程操作相结合，可以实现送货。

Gallee说:“这里的挑战在于城市地区测绘和卫星覆盖的能力和可靠性，这主要是由于建筑物和其他干扰点导致道路定位不准确。”“我们与很多客户讨论的焦点都是这个话题，以及我们的长期数字化使命应该是什么来帮助他们。”华体会体育APP在线下载

为了推进这一使命，仍有几个问题有待回答:

1. 我们如何确保这项任务在更复杂的道路环境中取得成功?
2. 如果运输车辆必须通过隧道或进入地下停车场，而没有天线、GPS或卫星引导，会发生什么?

这种复杂程度需要更高水平的模拟以及相关的AI功能。无人驾驶货物和移动解决方案提供商EasyMile，在Ansys仿真软件的支持下，已经在这个前提下运行。

利用Ansys为更大的自治权铺平道路

加速自动驾驶需要在多个方面收集情报，包括雷达、激光雷达、传感器和其他人工智能增强软件技术。在广泛开放的数字环境中进行无缝通信也是一项要求。如今，原始设备制造商和其他移动解决方案提供商正在转向Ansys仿真软件，以提高其无人驾驶技术的水平，并更快地实现安全合规。Ansys提供了一个全面的解决方案堆栈来帮助这些计划。

• Ansys avxaccelerate传感器容易集成地面真实传感器的模拟，包括摄像头、雷达、热像仪和激光雷达，以虚拟地评估复杂的ADAS系统和自动驾驶汽车。华体会官网app下载新浪
• Ansys基于是一款3D电磁(EM)仿真软件，用于设计和模拟高频电子产品，如天线、天线阵列、射频或微波组件、高速互连、滤波器、连接器、IC封装和印刷电路板。
• Ansys medini分析是一种端到端基于模型的安全和网络安全解决方案，可加速自主系统的开发和认证。
• Ansys optiSlang过程集成和设计优化软件自动化了稳健设计优化过程的关键方面。
• Ansys SCADE是一种基于模型的软件工程环境，用于嵌入式软件设计和验证，对于电气化动力总成集成、电池管理系统和车辆电气系统应用至关重要。
• Ansys Speos光学设计软件具有全面的自动驾驶汽车传感器模拟功能，包括激光雷达、雷达和摄像头的设计和开发。华体会官网app下载新浪

这些产品只是我们面向自动驾驶汽车开发的更广泛产品组合的一个样本。华体会官网app下载新浪

请继续关注。我们的下一篇博客将涉及多个主题-车辆连接，人工智能和增材制造-我们将讨论仿真技术在多个行业前沿的重要性，包括相关的Ansys工具。

参考文献

1. AAA调查重申公众对自动驾驶技术的怀疑， IoT World Today, 5月20日^th, 2022年。