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有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2023年，自動(dòng)駕駛仿真軟件市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)100億美元。

傳統(tǒng)意義的仿真，主要被用來(lái)回放汽車(chē)在現(xiàn)實(shí)世界中收集的傳感器數(shù)據(jù)，并驗(yàn)證汽車(chē)的自動(dòng)駕駛軟件是否能恰當(dāng)?shù)靥幚砑值那闆r。

例如，測(cè)試車(chē)輛的攝像頭可能會(huì)記錄夜間行人過(guò)馬路的視頻。軟件開(kāi)發(fā)人員可以在每次更新自動(dòng)駕駛軟件時(shí)使用該視頻，以驗(yàn)證該軟件仍然能夠正確檢測(cè)行人。

但這對(duì)于量產(chǎn)來(lái)說(shuō)，并不夠。近兩年，不少公司開(kāi)始搭建自己的仿真平臺(tái)，用于自動(dòng)駕駛的研發(fā)測(cè)試，但的確非常耗費(fèi)精力和資源。

對(duì)于開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的公司來(lái)說(shuō)，仿真測(cè)試工具是一個(gè)無(wú)價(jià)的資產(chǎn)。這些工具被用來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和安全（尤其是一些無(wú)法現(xiàn)實(shí)模擬的邊緣場(chǎng)景），同時(shí)也用于訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

但并非每家公司都有資源從頭開(kāi)始構(gòu)建自己的軟件模擬器。這就是為什么前谷歌產(chǎn)品經(jīng)理創(chuàng)立了一家名為Applied Intuition的公司，為自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)、測(cè)試和部署提供基礎(chǔ)仿真工具。

在業(yè)務(wù)成功落地兩年之后，這家公司正準(zhǔn)備利用新的資本進(jìn)行擴(kuò)張。該公司總部位于硅谷，在底特律、東京和慕尼黑設(shè)有辦事處。

Applied Intuition宣布，剛剛完成4000萬(wàn)美元的B輪融資，目前總?cè)谫Y額超過(guò)5000萬(wàn)美元。新投資將使該公司能夠加速其國(guó)際市場(chǎng)擴(kuò)張。

和一些常規(guī)的仿真模擬平臺(tái)不同，Applied Intuition的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境使用戶(hù)能夠模擬他們的技術(shù)棧的每個(gè)組件。這與一些公司的類(lèi)似電子游戲的仿真引擎形成了鮮明對(duì)比，這些引擎通常是針對(duì)視覺(jué)效果，而不是現(xiàn)實(shí)的物理效果。

在Applied Intuition提供的本地端與云端平臺(tái)，開(kāi)發(fā)人員可以導(dǎo)入感興趣位置的地圖(以及該環(huán)境中對(duì)象的行為)，并使用拖放場(chǎng)景編輯器生成排列，以覆蓋邊緣情況。

他們能夠針對(duì)自動(dòng)駕駛軟件運(yùn)行大量的場(chǎng)景集，并使用基于web的可視化工具逐步執(zhí)行代碼，同時(shí)通過(guò)url跟蹤進(jìn)度并與協(xié)作者共享結(jié)果。

按照這家公司的描述，客戶(hù)使用其解決方案可以進(jìn)行數(shù)百萬(wàn)pb數(shù)據(jù)大小的模擬，一般客戶(hù)可以在兩周內(nèi)將其解決方案與現(xiàn)有軟件集成。基于微軟的Azure云平臺(tái)，用戶(hù)可以快速創(chuàng)建一個(gè)完全集成的端到端開(kāi)發(fā)環(huán)境，并共享信息、模擬、駕駛?cè)罩竞头治觥?/p>

這得益于這家公司的主要團(tuán)隊(duì)成員均來(lái)自經(jīng)驗(yàn)豐富的公司，包括谷歌、谷歌母公司Alphabet的X實(shí)驗(yàn)室、Waymo、微軟、亞馬遜、英偉達(dá)、蘋(píng)果、Aptiv和博世，以及通用、沃爾沃、豐田、福特和特斯拉等汽車(chē)制造商。

眾所周知，道路測(cè)試顯然是自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)過(guò)程中必不可少的一部分，但這些系統(tǒng)迄今為止仍缺乏用于驗(yàn)證安全關(guān)鍵軟件的詳細(xì)需求和體系結(jié)構(gòu)，按照行業(yè)內(nèi)的默認(rèn)指標(biāo)，需要進(jìn)行數(shù)十億英里的道路測(cè)試。

這也就誕生了自動(dòng)駕駛仿真平臺(tái)，最典型的案例就是Waymo。今年7月，其對(duì)外公布了所達(dá)成的最新里程碑：模擬自動(dòng)駕駛測(cè)試總里程已經(jīng)達(dá)到了100億英里（約合160億公里）。

此外，考慮到人工智能（深度學(xué)習(xí)）在自動(dòng)駕駛感知、決策過(guò)程中比重越來(lái)越大，由于某種意義上仍然是一個(gè)黑匣子，這并不符合汽車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn)最高等級(jí)D (ASIL D)。

“自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)需要設(shè)計(jì)安全門(mén)架構(gòu)，決定人工智能系統(tǒng)的輸出是否違反任何安全規(guī)則。如果違反了安全規(guī)則，那么體系結(jié)構(gòu)將根據(jù)規(guī)則啟動(dòng)相應(yīng)的機(jī)制，”ANSYS公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，這個(gè)系統(tǒng)需要驗(yàn)證，而且要在合理的時(shí)間內(nèi)驗(yàn)證它的唯一方法就是通過(guò)仿真。

比如，ANSYS medini analysis通過(guò)實(shí)施關(guān)鍵的安全分析方法，如故障模式和影響分析(FMEA)，幫助管理安全驗(yàn)證過(guò)程，同時(shí)支持根據(jù)ISO 26262對(duì)電氣/電子系統(tǒng)和軟件控制的安全相關(guān)功能進(jìn)行安全分析和設(shè)計(jì)。

ANSYS同樣提供了一個(gè)完整的閉環(huán)仿真平臺(tái)，用于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的虛擬測(cè)試，包括物理精確的傳感器模型、虛擬環(huán)境和場(chǎng)景以及虛擬SIL和HIL測(cè)試。這種集成的解決方案可以在基于深度學(xué)習(xí)和其他自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)端到端的安全性。

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。

此外，它允許隨機(jī)模擬注入破壞性的、低發(fā)生概率的事件。物理仿真模型的有效使用使設(shè)計(jì)人員能夠探測(cè)這些事件將如何影響整個(gè)端到端系統(tǒng)——從傳感器數(shù)據(jù)獲取到執(zhí)行器輸入處理。

模擬仿真，也正在被納入未來(lái)自動(dòng)駕駛測(cè)試的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)行列。

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)。

該系統(tǒng)由兩個(gè)不同的云計(jì)算解決方案組成。第一個(gè)服務(wù)器使用英偉達(dá)的GPU運(yùn)行Drive Sim的軟件，生成一個(gè)真實(shí)的虛擬世界，并將其輸入虛擬汽車(chē)的傳感器。第二個(gè)服務(wù)器由Drive AGX車(chē)載計(jì)算機(jī)提供動(dòng)力，然后處理模擬的傳感器數(shù)據(jù)。

作為一個(gè)基于云計(jì)算的仿真平臺(tái)， DRIVE Constellation可以為用戶(hù)實(shí)現(xiàn)每年可行駛超過(guò)10億英里，接近3000輛虛擬測(cè)試車(chē)。同時(shí)，作為一個(gè)開(kāi)放平臺(tái)，允許合作伙伴集成環(huán)境模型、車(chē)輛模型、傳感器模型和交通場(chǎng)景。

豐田，是Drive Constellation的第一個(gè)汽車(chē)制造商客戶(hù)。不過(guò)，豐田還投資了一家虛擬仿真軟件初創(chuàng)公司Parallel Domain。

在豐田人工智能風(fēng)險(xiǎn)投資公司負(fù)責(zé)人看來(lái)，如果要到所謂的百億、千億英里級(jí)測(cè)試的唯一方法就是模擬駕駛。而Parallel Domain是過(guò)去數(shù)年豐田考察了1400多個(gè)項(xiàng)目之后，投資的19家公司之一。

對(duì)于已經(jīng)擁有自己的動(dòng)態(tài)駕駛仿真平臺(tái)的豐田來(lái)說(shuō)，Parallel Domain將地圖渲染成逼真的3D環(huán)境的能力是一個(gè)很有吸引力的地方。

正如豐田一樣，幾乎全球參與自動(dòng)駕駛研發(fā)的汽車(chē)制造商都需要部署仿真測(cè)試。以色列仿真軟件開(kāi)發(fā)商Cognata，在去年拿到了奧迪的仿真平臺(tái)合同。這家公司的股東包括捷豹路虎以及法雷奧參與的汽車(chē)科技基金。

Cognata的仿真引擎是圍繞著幾個(gè)基礎(chǔ)構(gòu)建的：TrueLife 3D Mesh、PhysicsStudio及其將兩者結(jié)合起來(lái)的仿真引擎，從而提供了四層虛擬世界。

根據(jù)Cognata的說(shuō)法，第一層是靜態(tài)層，它“以程序的方式構(gòu)建了世界的‘?dāng)?shù)字孿生’”，例如道路本身、建筑物或城市基礎(chǔ)設(shè)施，這是自動(dòng)生成3D環(huán)境的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，可以開(kāi)始構(gòu)建特定的場(chǎng)景，包括希望測(cè)試的任何特定邊緣用例。

第二層是動(dòng)態(tài)層。這是在靜態(tài)層中添加動(dòng)態(tài)物體的地方，例如“復(fù)制特定地理位置模擬習(xí)慣行為的司機(jī)、行人和騎自行車(chē)的人”，填充街道。

第三層是傳感層。Cognata平臺(tái)的一個(gè)特點(diǎn)是，開(kāi)發(fā)者可以將傳感器集成到虛擬環(huán)境中。默認(rèn)的傳感器，如主流的激光雷達(dá)、雷達(dá)、攝像頭是可用的，但Cognata的服務(wù)也允許用戶(hù)通過(guò)工具鏈技術(shù)上傳和安裝新的傳感器。

最后第四層是云層。這一層利用云計(jì)算的能力來(lái)將之前的所有層組合起來(lái)，這樣就可以在虛擬設(shè)置中直接測(cè)試復(fù)雜的場(chǎng)景。

今年3月，Cognata宣布與英偉達(dá)合作，在其平臺(tái)的基礎(chǔ)上，利用英偉達(dá)的DRIVE Constellation提供高精度的場(chǎng)景和交通模型，以?xún)?yōu)化虛擬仿真的效用。

目前，全球范圍內(nèi)，類(lèi)似Cognata、Metamoto、Applied Intuition等等仿真工具初創(chuàng)公司有數(shù)十家，這還包括一些傳統(tǒng)的商業(yè)仿真工具巨頭。

《高工智能汽車(chē)》預(yù)計(jì)，隨著自動(dòng)駕駛仿真技術(shù)的成熟，它可能會(huì)走上一條相對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車(chē)的道路，就像EDA相對(duì)于半導(dǎo)體所走的道路一樣。

EDA軟件起源于學(xué)術(shù)界，后來(lái)被半導(dǎo)體制造商采用，以加速芯片的開(kāi)發(fā)。最終，Cadence和Mentor Graphics等獨(dú)立公司出現(xiàn)，為芯片制造商提供EDA軟件。

同樣，自動(dòng)駕駛汽車(chē)仿真軟件也正在從自動(dòng)駕駛汽車(chē)公司的內(nèi)部解決方案轉(zhuǎn)向獨(dú)立公司的產(chǎn)品，而且已經(jīng)有更多的初創(chuàng)公司進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。

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