使用dSPACE ASM 和 NVIDIA（英伟达） DRIVE Sim合作开发用于验证自动驾驶汽车的综合工具链，该合作将部署在奔驰上，提供了一个可扩展、物理上准确且完整的自动驾驶硬件在环仿真平台。
高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶汽车 (AV) 的发展正在推动大量创新，主要是在软件领域。然而，这些系统需要进行严格的测试以确保安全——而且这种测试必须在开发过程的早期进行，大规模地在尽可能接近现实的模拟环境（虚拟世界）中进行。
在虚拟世界中，ADAS 和 AV 功能的测试依赖于两个关键要素——基于物理的高性能 3D 仿真平台和基于计算机的仿真模型。
仿真平台必须足够强大，能够实时计算来自多个传感器的大数据融合流，并且仿真模型必须能够生成逼真的行为以确保精确的仿真结果。平台和模型都应该是开放的，以允许适应个别项目和要求。他们也应该具有最高的仿真度，以实现最大的现实。
有了这两个组件，就可以将模型插入模拟中，以实时观察真实的车辆行为模拟。
dSPACE 汽车仿真模型 (ASM) — 用于虚拟测试的即用型仿真模型
使用 dSPACE 汽车仿真模型 (ASM)，虚拟测试既快捷又方便。这些现成的、即用型的仿真模型可以实时更快地实现真实的车辆行为和交通仿真，从模型在环 (MIL) 到软件在环 (SIL) 、硬件在环 (HIL)以及云。 ASM 的开放式和模块化结构允许根据具体用例进行快速和精确的调整。使用 ASM，开发人员可以快速启动各种应用程序的开发和验证任务。（用例：模拟自动驾驶的多个场景。）
由 Omniverse 提供支持的 NVIDIA DRIVE Sim — 逼真的 3D 环境和物理上精确的传感器模拟
NVIDIA DRIVE Sim 是一个基于 NVIDIA Omniverse 的可扩展、物理精确且开放的模拟平台，它提供了核心模拟和渲染引擎。 DRIVE Sim 允许模拟各种用例，从感知训练、规划和控制模拟到完整的 AV 堆栈验证。 DRIVE Sim 可以在本地工作站上运行，也可以跨数据中心或云中的节点扩展到多个 GPU。它支持 SIL 或 HIL 配置。对于大规模 HIL 测试，可以在 NVIDIA DRIVE Constellation 上部署 DRIVE Sim。
dSPACE 和 NVIDIA — 完整的工具链
通过将 dSPACE ASM 与 NVIDIA DRIVE Sim 相结合，dSPACE 和 NVIDIA 提供了一个用于测试 ADAS/AV 系统的综合工具链。该工具链由多种不同的仿真模型组成，这些模型易于参数化、执行速度快，并且可以在各种硬件平台和软件仿真解决方案上运行。为了解决各种仿真方面的问题，dSPACE-NVIDIA 工具链包含以下模型：
环境模型——重新创建车辆周围环境的 3D 视图
传感器模型（即雷达、激光雷达、摄像头、超声波、IMU、GNSS）——评估车辆如何感知周围环境
车辆模型（也称为车辆动力学模型）——通过模拟单个组件（例如，紧急制动）、子系统（例如，动力传动系统）和/或整个虚拟车辆来观察运动中的车辆
交通模型——模拟与周围车辆和其他道路使用者（如行人）的真实交通
场景模型——生成无限多种真实场景，用于测试自动驾驶功能
这些模型中的每一个都可以来自 dSPACE、NVIDIA 或生态系统合作伙伴。
图 1：DRIVE Sim 和 ASM 提供完整的工具链，包括用于 AV 仿真的各种模型。
dSPACE-NVIDIA 仿真解决方案为测试自主系统带来了更深层次的洞察力。例如，当车辆模型集成到测试循环中时，环境感知传感器的视野可以通过使用俯仰角、滚动角和偏航角创建安装传感器的真实运动来验证。还可以考虑 AV 控制器与车辆的运动控制接口，以更好地了解 AV 算法对动力系统、制动和转向系统的影响。
此外，可以在虚拟世界中测试整个 AV 软件堆栈。开发人员可以根据需要创建尽可能多的具有挑战性的场景来评估系统并确定需要改进的领域。场景可以可以轻松复制以进行细微调整以重新评估相同场景的变化（即添加迎面而来的车辆、更改交通对象、更改速度等）。模拟可以回放、修改、回放和共享。
从 SIL 到 HIL
dSPACE ASM 和 NVIDIA DRIVE Sim 不仅针对 SIL 用例，而且在 HIL 仿真环境中也能协同工作。对于 HIL 仿真，ASM 在 dSPACE SCALEXIO 仿真器上运行，而 DRIVE Sim 部署在 NVIDIA DRIVE Constellation 平台上。将 DRIVE Constellation 连接到 dSPACE SCALEXIO HIL 仿真器可为 ADAS/AV 开发人员提供对广泛功能的访问。
DRIVE Constellation是 AV ECU 的 HIL 测试。将 DRIVE Constellation 与 dSPACE SCALEXIO 相连接，通过将其他 ECU、总线仿真和/或故障注入单元集成到 HIL 系统中来扩展此范围（图 2）。 SCALEXIO 的主要功能包括可扩展任何计算和 I/O 要求、一流的闭环性能、基于 FPGA 技术的全面、精确和快速的 I/O 功能，以及对多个第三方仿真环境的开放性模型接口 (FMI) 支持。
图 2：Constellation 上的 NVIDIA DRIVE Sim 与 SCALEXIO 上的 dSPACE ASM 可用于涉及 AV ECU 和非 AV ECU 的许多不同 HIL 用例。
梅赛德斯-奔驰最近选择了 NVIDIA 和 dSPACE 作为其 AV HIL 仿真平台的供应商。 HIL 平台是定制的，由来自 dSPACE SCALEXIO 和 NVIDIA DRIVE Constellation / DRIVE Sim 的各种硬件和软件组件组成。
对于梅赛德斯-奔驰等客户而言，dSPACE 的高保真 ASM 与 NVIDIA 丰富的 3D 环境和物理上精确的虚拟测试传感器模型相结合，模拟和验证 AV 的可能性是无限的。从测试单个或多个 ECU 到整车、大规模仿真测试，工程师可以与 dSPACE 和 NVIDIA 的解决方案一起可靠地执行验证任务。
