從自動(dòng)駕駛初創(chuàng)公司、軟件開(kāi)發(fā)商、硬件提供商以及汽車(chē)制造商都在不同程度的通過(guò)虛擬仿真工具加速技術(shù)研發(fā)和測(cè)試。
虛擬仿真相關(guān)企業(yè)也成為資本追逐的對(duì)象。與此同時(shí)，游戲引擎公司、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、云計(jì)算公司等等形形色色的企業(yè)都在加入這場(chǎng)“未來(lái)市場(chǎng)”爭(zhēng)奪戰(zhàn)。
仿真模擬平臺(tái)的重要性在于，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)這些功能所需的算法和傳感器配置，1000萬(wàn)英里的道路測(cè)試仍然無(wú)法生成足夠多的有價(jià)值數(shù)據(jù)。
而達(dá)到這個(gè)數(shù)量級(jí)，Waymo用了幾年的時(shí)間，而模擬仿真一天的行駛里程就可以達(dá)到1000萬(wàn)英里。
近日，寶馬公司透露，該公司95%的自動(dòng)駕駛汽車(chē)測(cè)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(cè)試平臺(tái)，意味著自動(dòng)駕駛技術(shù)可以在更短的時(shí)間、更多的條件、更低的成本和零風(fēng)險(xiǎn)下進(jìn)行更多的測(cè)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(gè)月18日在美股掛牌上市，最新公司市值超過(guò)200億美金。
這是迄今為止，首家IPO上市的，可以為汽車(chē)行業(yè)提供虛擬仿真測(cè)試工具及平臺(tái)的第一股。同時(shí)，也將帶動(dòng)一輪相關(guān)領(lǐng)域的資本新浪潮。
一、兩年前進(jìn)軍汽車(chē)行業(yè)
Unity是由Unity Technologies研發(fā)的跨平臺(tái)2D/3D游戲引擎，可用于開(kāi)發(fā)Windows、MacOS及Linux平臺(tái)的單機(jī)游戲、視頻游戲，以及iOS、Android等移動(dòng)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(shí)三維動(dòng)畫(huà)等類(lèi)型互動(dòng)內(nèi)容的綜合型創(chuàng)作工具。
Unity的成名，最初于2005年在蘋(píng)果公司的全球開(kāi)發(fā)者大會(huì)上對(duì)外公布并開(kāi)放使用，當(dāng)時(shí)只是一款面向Mac OS X平臺(tái)的游戲引擎。
兩年前，Unity公司宣布進(jìn)軍汽車(chē)和交通行業(yè)。通過(guò)新成立的汽車(chē)部門(mén)，加大3D渲染技術(shù)在上述行業(yè)的市場(chǎng)拓展。
起初，主要通過(guò)Unity引擎為汽車(chē)制造商和零部件供應(yīng)商提供實(shí)時(shí)3D、VR和AR技術(shù)支持。團(tuán)隊(duì)主要來(lái)自大眾、雷諾、通用、德?tīng)柛：碗娧b等汽車(chē)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(jì)、虛擬展廳等等業(yè)務(wù)。
此后，Unity發(fā)布了兩個(gè)針對(duì)汽車(chē)行業(yè)的3D應(yīng)用工具，其中一個(gè)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(dòng)駕駛測(cè)試。
AirSim通過(guò)基于Unity的performant引擎、易于使用的c#開(kāi)發(fā)環(huán)境和高質(zhì)量虛擬組件，幫助加快自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)進(jìn)度。
AirSim是一款用于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的開(kāi)源模擬器，由現(xiàn)實(shí)環(huán)境和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)組成的平臺(tái)，允許進(jìn)行人工智能、深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)驗(yàn)。
“我們的目標(biāo)，是讓客戶(hù)能夠以一種低成本的方式開(kāi)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(yàn)。”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(kāi)發(fā)環(huán)境。
此外，Unity提供了無(wú)縫跨平臺(tái)支持，AirSim可以同時(shí)運(yùn)行在Windows和Linux上。無(wú)論您選擇哪種平臺(tái)，您都可以訪(fǎng)問(wèn)相同的功能設(shè)置來(lái)運(yùn)行高性能的模擬測(cè)試。
用Unity公司CEO的話(huà)說(shuō)，以汽車(chē)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(chǎng)技術(shù)整合的最前沿，這一技術(shù)被用來(lái)改變汽車(chē)的設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售方式。”上述人士表示，從很多方面來(lái)看，汽車(chē)業(yè)將經(jīng)歷自組裝線(xiàn)建成以來(lái)最大的變化之一。
除了虛擬仿真測(cè)試，Unity公司還在涉足利潤(rùn)最為豐厚的汽車(chē)人機(jī)交互界面的3D渲染技術(shù)。““實(shí)時(shí)3D正在重新定義未來(lái)汽車(chē)的車(chē)內(nèi)體驗(yàn)。”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(kāi)發(fā)下一代實(shí)時(shí)3D汽車(chē)交互技術(shù)，以應(yīng)對(duì)汽車(chē)高性能計(jì)算平臺(tái)的日益普及，顯示器尺寸和數(shù)量的不斷增加對(duì)更實(shí)時(shí)、更逼真的3D體驗(yàn)的需求。
這次合作基于Unity的實(shí)時(shí)3D渲染平臺(tái)，以及Elektrobit的HMI開(kāi)發(fā)工具鏈EB GUIDE，將進(jìn)一步提高汽車(chē)沉浸式交互界面的開(kāi)發(fā)效率。
截至目前，全球排名前十的汽車(chē)制造商中，有8家是Unity公司的客戶(hù)，此外，包括谷歌、百度、LG等都與該公司合作自動(dòng)駕駛虛擬仿真平臺(tái)。
二、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入深水區(qū)
在汽車(chē)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(hù)。寶馬，就是Unity公司自動(dòng)駕駛虛擬仿真平臺(tái)的核心客戶(hù)之一。
寶馬集團(tuán)負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛功能的仿真專(zhuān)家尼古拉斯•鄧寧表示：“在寶馬，我們認(rèn)為仿真是開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵。”
該團(tuán)隊(duì)利用Unity開(kāi)發(fā)定制工具，幫助1800名自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)人員可視化開(kāi)發(fā)工作，通過(guò)清晰地將代碼庫(kù)分離到不同的抽象層來(lái)對(duì)所有代碼進(jìn)行單元和集成測(cè)試。
寶馬使用Unity創(chuàng)建了一個(gè)圖形編輯器，可以很容易地改變測(cè)試場(chǎng)景，改變交通的數(shù)量和類(lèi)型、行人的存在、交通標(biāo)志、道路的布局和標(biāo)記，以及光線(xiàn)和天氣的環(huán)境條件。
“如果沒(méi)有模擬工具，我們將更多地依賴(lài)于由各種通信協(xié)議和中間件層提供的其他工具，自動(dòng)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(cè)試中，寶馬的虛擬車(chē)隊(duì)進(jìn)行了數(shù)萬(wàn)英里的短距離測(cè)試，通常耗時(shí)不到一分鐘。這有助于評(píng)估自動(dòng)駕駛程序的某些部分，如車(chē)輛軌跡規(guī)劃。
在大規(guī)模的系統(tǒng)測(cè)試中，寶馬搭建了從慕尼黑到斯圖加特的擴(kuò)展場(chǎng)景，并將移動(dòng)的車(chē)輛、行人、多變的天氣以及地圖數(shù)據(jù)、傳感器輸入和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)結(jié)合起來(lái)。
通過(guò)虛擬測(cè)試平臺(tái)，寶馬的工程師可以虛擬車(chē)隊(duì)在德國(guó)的不同城市之間行駛，并自動(dòng)檢測(cè)低于可接受閾值的情況。比如，與其他車(chē)輛保持的距離，或者自動(dòng)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(tái)一直延展到硬件在環(huán)平臺(tái)。同時(shí)，Unity 3D的下一步升級(jí)，將能夠把整個(gè)車(chē)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(chē)在環(huán)測(cè)試，有助于最終的軟硬件集成測(cè)試，進(jìn)一步提高整個(gè)開(kāi)發(fā)周期的效率。”
這意味著，自動(dòng)駕駛虛擬仿真行業(yè)的“競(jìng)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(chē)行業(yè)的應(yīng)用真正融合，而不是簡(jiǎn)單的一個(gè)工具平臺(tái);另一方面，就是用標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)來(lái)加速行業(yè)需求釋放。
比如，英偉達(dá)推出的Drive Constellation平臺(tái)，正在與德國(guó)認(rèn)證機(jī)構(gòu)TUV SUD合作，共同打造自動(dòng)駕駛汽車(chē)測(cè)試和許可標(biāo)準(zhǔn)。
騰訊自動(dòng)駕駛仿真技術(shù)總監(jiān)孫馳天認(rèn)為，對(duì)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的仿真測(cè)試，至少需要具備以下幾個(gè)核心能力：
比如，面向三維場(chǎng)景仿真以及傳感器仿真，需要高度的場(chǎng)景幾何還原，使場(chǎng)景內(nèi)各種元素的形狀，相對(duì)位置與現(xiàn)實(shí)世界一致;
面向控制及車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真，需要實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的物理還原，使得仿真場(chǎng)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(chǎng)景內(nèi)所有動(dòng)態(tài)元素的行為符合現(xiàn)實(shí)中的邏輯，完成場(chǎng)景的邏輯還原。
另外，隨著自動(dòng)駕駛層級(jí)的提高，需要覆蓋的場(chǎng)景也成幾何倍數(shù)增長(zhǎng)，所以云端高并發(fā)仿真尤為重要，這是自動(dòng)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(cè)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(lái)做融合的仿真，整個(gè)團(tuán)隊(duì)花了很多時(shí)間去打造整個(gè)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Γ约百Y源占用，最終把仿真測(cè)試的成本降下來(lái)。”孫馳天表示。
按照計(jì)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(shì)的游戲引擎領(lǐng)域之外，快速在汽車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。
預(yù)計(jì)，隨著自動(dòng)駕駛仿真技術(shù)的成熟，它可能會(huì)走上一條類(lèi)似于EDA軟件和半導(dǎo)體所走的道路。
