ANSYS VRXPERIENCE

Разработка беспилотных транспортных средств и современных систем помощи водителю (ADAS), требует наличия итеративных процессов разработки и тестирования.  Разработка, как правило, начинается с процессов проектирования первых прототипов с последующим их виртуальным тестированием. Далее выполняется возврат на этап проектирования с целью внесения изменений и устранения недостатков, найденных в ходе тестирования.

Платформа моделирования ANSYS VRXPERIENCE была спроектирована и разработана для поддержки такого итеративного процесса разработки современных автономных транспортных средств. Полнота решения достигается за счет реализации следующих возможностей:

• Тестирование на компонентном уровне по принципу model-in-the-loop -модель в контуре управления.
• Верификация и валидация на уровне системы по принципу software-in-the-loop - программное обеспечение в контуре управления.
• Моделирование и симуляция по принципу hardware-in-the-loop – аппаратное обеспечение в контуре управления.
• Моделирование человеко-машинных интерфейсов (HMI) в виртуальной трехмерной среде для исследований влияния человеческого фактора.

Платформа ANSYS VRXPERIENCE предназначена для решения следующих задач:

• Создание виртуального мира и полигонов. Симуляция вождения в виртуальном мире.
• Проверка работы систем освещения и фар в движении.
• Оценка эргономики, алгоритмов работы, распознавания информации и других задач, связанных с использованием водителем человеко-машинных интерфейсов.
• Анализ влияния производственных отклонений на воспринимаемое качество изделий.
• Создание и повышение качества звука изделий.
• Широкие возможности моделирования позволяют значительно сократить время и стоимость натурных испытаний.

Возможности ANSYS VRXPERIENCE

Для достижения соответствия беспилотных транспортных средств строгим стандартам безопасности требуется тестирование поведения транспортных средств в различных условиях и схемах дорожного движения с учетом влияния погодных условий и различного взаимодействия с окружающей средой, т.е. тестирование огромного числа комплексных сценариев движения.

Натурные испытания потребовали бы миллиардов километров реального пробега и потребовало бы десятилетий и значительных финансовых затрат на разработку.

Симулятор вождения работает на технологии AVSimulation’s proven SCANeR^TM. Это открытое и масштабируемое решение для моделирования, с помощью которого создаются реалистичные виртуальные полигоны и города:

• Дороги, перекрёстки, дорожная разметка. Поддерживается генерация дорог на базе карт высокой четкости.
• Окружение: здания, автомобили, мотоциклисты, велосипедисты, пешеходы, животные, дорожные знаки и многое другое.
• Сценарии дорожных ситуаций: траектории движения, условия срабатывания и др.
• Погодные условия: снег, дождь, туман и т.п.
• Моделирование динамики транспортных средств.

Симулятор ANSYS VRXPERIENCE Driving Simulator powered by SCANeR™ предлагает следующие возможности:

• Тестирование вождения в реальном времени в условиях близких, к реальному миру: местность, погодные условия, влияние света, оценка распознавания датчиков, оценка объединения датчиков и действие систем.
• Интеграция с пользовательскими моделями транспортных средств: поддержка моделей, подключаемых через FMI, моделей на C / C ++, ANSYS Twin Builder или Simulink.
• Тестирование в соответствии с различными целями и требованиями по производительности.
• Интеграция с интерфейсами аппаратных симуляторов (например, панель приборов, руль, кабина в сборе), для полного погружения в среду моделирования.
• Виртуальное моделирование сценариев вместо натурных испытаний для сдачи сертификационных зачетов.

Системы освещения и фары

Виртуальная лаборатория вождения для тестирования систем освещения. Использование виртуальной лаборатории позволяет сократить количество ночных натурных испытаний и оценить эффективность фар в режиме реального времени. Основные возможности:

• Тестирование и оптимизация работы интеллектуальных фар транспортного средств как в ручном режиме вождения, так и в беспилотном режиме.
• Оптимизация распределения света фары.
• Сравнение эффективности работы фар с предыдущими разработками или разработками конкурентов в режиме реального времени с помощью переключения конфигурации.
• Верификация и отладка закона управления светом, снижение риска обнаружения проблем на поздних этапах разработки.
• Замена натурных испытаний виртуальными, формирование отчетности.
• Оценка фар с использованием библиотеки, включающей сотни готовых к использованию источников света от ведущих производителей:
  • Работа светодиодных матричных фар LED Beam в реальном времени: более 100 источников света до 500 пикселей с каждой стороны.
  • Оценка сценариев и стратегий освещения в реальном времени (AFS / ADB).

Человеко-машинные интерфейсы

• ANSYS VRXPERIENCE предоставляет систему виртуальной реальности для тестирования и обоснования компоновки человеко-машинных интерфейсов (HMI) кабины (дисплеев и механизмов управления), посредством визуального моделирования, отслеживания положения глаз и пальцев, а также тактильной обратной связи. Данное решение сокращает время и стоимость проектирования, поскольку этап прототипирования и оценки проекта в основном выполняется на виртуальных прототипах, сокращая при этом количество дорогих физических прототипов.
• VRXPERIENCE обеспечивает возможность выполнения совместных сценариев вождения с учетом работы виртуальных HMI, человеческого фактора и когнитивных нагрузок водителя. Водитель-тестировщик может взаимодействовать с виртуальными интерфейсами HMI (сенсорными экранами и другими органами управления транспортного средства) благодаря системе отслеживания местоположения пальцев. VRXPERIENCE идентифицирует и интерпретирует действия водителя-тестировщика и автоматически в реальном времени обеспечивает соответствующую реакцию HMI. Таким образом, возможно легко оценить, как актуальность отображаемой информации, так и скорость ее восприятия водителем, в режиме реального времени в условиях безопасного вождения.

Анализ воспринимаемого качества изделия

ANSYS VRXPERIENCE позволяет визуализировать в масштабе 1:1 в виртуальной реальности влияние отклонений сборки и формы элементов с учетом производственных отклонений на воспринимаемое качество разрабатываемого изделия.

Основные возможности VRXPERIENCE в части анализа воспринимаемого качества:

• Точность и наглядная демонстрация влияния допусков и отклонений на воспринимаемое качество изделия в сборе на основе данных о конструкции, производстве, материалах, схемах крепления и допусках.
• Моделирование различных эффектов деформации и их влияния на возможное качество конечного изделия с целью определения проблемных областей. Возможность решения проблем с областями, видимых для водителя и пассажиров за счет невидимых областей.
• Улучшение внешнего вида изделия и воспринимаемого качества интерьера транспортных средств.

Датчики и сенсоры

VRXPERIENCE позволяет легко моделировать интеграцию наземных датчиков, камер и лидаров. Это дает возможность собирать, тестировать и обучать системы с оптическими датчиками в виртуальном мире, что гораздо безопаснее и дешевле натурных испытаний. Широкие возможности графической визуализации позволяют виртуально оценивать сложные системы ADAS и беспилотные транспортные средства, соединяя выполнение оптических и функциональных операций в одном симуляторе движения

VRXPERIENCE поддерживает симуляцию всех видов датчиков:

• камеры
• лидары
• ультразвуковые датчики
• радары

Возможности отслеживания лучей позволяют воссоздать поведение датчика во время движения и использовать данную информацию для эффективной разработки исходного кода автопилота автомобиля.

Среда ANSYS VRXPERIENCE SOUND предназначена для проектирования, анализа и прослушивания источников звука. Среда обеспечивает создание звукового пространства с эффектом погружения с целью повышения качества результатов мультифизического моделирования, качества среды виртуальной реальности (VR) или качества разрабатываемого изделия.

Основные возможности:

• Анализ и повышение качества звука.
  VRXPERIENCE SOUND предлагает мощный набор инструментов анализа, ориентированных на качество восприятие звука. Интуитивно понятный интерфейс и функция управления усилением параметров в один клик помогут разработать идеальное звуковое сопровождение разрабатываемого изделия. С помощью данного инструмента возможно выполнить специализированные психоакустические тесты для получения статистики о реальном восприятии звука, воспроизводимого изделием. Кроме этого, для оценки и улучшения звука предлагаются инструменты, основанные на использовании методов частотно-временного анализа и его представлениях.
• Системы воспроизведения 3D-звука.
  VREXPERIENCE SOUND использует современные технологии записи и проигрывания звука в формате 3D, которые обеспечивают высокоточное воспроизведение звуков и оригинальных тембров в заданном окружении. Это позволяет повысить эффект присутствия в виртуальном и реальном пространстве.
• Интерактивные аудио симуляторы.
  Решение VRXPERIENCE SOUND возможно интегрировать с собственными симуляторами и VR-платформами, в том числе автомобилей, самолетов и поездов, для создания реалистичных, интерактивных трехмерных звуковых пространств, в которых звук генерируется в режиме реального времени.
• Проектирование звука двигателей автомобиля.
  VRXPERIENCE SOUND предоставляет комплексное решение Active Sound Design (ASD) для улучшения звука двигателей электромобилей и автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.
• «Прослушивание» моделирования в ANSYS Mechanical
  VRXPERIENCE Sound предоставляет возможности интеграции с ANSYS Mechanical. Реализованы следующие возможности:
  • Прослушивание звуков, полученных в результате симуляции в ANSYS Mechanical.
  • Модификация звуков с целью оценки влияния уровня изменений на компоненты системы.
  • Встраивание модифицированного звука в симуляцию и проведение исследований качества звука.