センサーのシミュレーション

カメラ、レーダー、LIDAR、超音波センサー用の仮想センサーを使用したADAS向け環境認識

周囲環境の検知は、運転支援および自動運転(ADAS/AD)の基盤となります。運転機能の開発およびテストにおいて、車両および環境シミュレーションソフトウェア「DYNA4」は、カメラ、レーダー、LIDAR、超音波センサーの実証済みのモデルを提供します。 

さまざまな抽象化レベル

Sensor-Simulation_DYNA4.png

仮想試乗ソフトウェア「DYNA4」は、さまざまな抽象化レベルのシミュレートされたセンサー入力を提供します。ユースケースやテスト対象システムの制約に応じて、これらのレベルを切り替えることができます:


  • 物理ベースの生データを扱うセンサー 仮想的に生成されたカメラ画像やLIDAR点群を用いて、知覚アルゴリズムをテストします

  • 検出レベルのセンサー レーダー、カメラ、LIDARなどの複数のセンサーからの検出結果を用いた、低レベルのセンサーフュージョンアルゴリズムのテスト
  • センサー出力
    に基づくオブジェクトリスト:レーダーやカメラなど、複数のセンサーからのオブジェクトリストを用いて、高レベルのセンサーフュージョンアルゴリズムをテストします
  • 融合されたオブジェクト
    リスト 融合されたオブジェクトリストを入力として、ADAS/AD機能のテストを行います

仮想センサーのメリット


  • 車両全体の評価 記録されたデータを用いたセットアップとは対照的に、一貫したフィードバックを伴う知覚およびコントロール機能のテストのための閉ループシミュレーション
  • 開発初期段階
    における柔軟性:実際のセンサーセットアップがまだ完全に定義されていない場合でも、仮想センサーを使用することで様々なパラメータを変更できます
  • リスクのないテスト
    現実では監視が困難であったり、安全上のリスクを伴うような困難なシナリオを、仮想世界で容易に作成できます

  • 最適な入力の選択 テスト対象システムへの入力に合わせて、生センサーデータから完全に理想化されたオブジェクトリストまで、適切な抽象化レベルを選択できます
  • 効率の向上と手作業
    の削減 グランドトゥルース情報が完全に利用可能であるため手動によるラベリングが不要になります

代表的なユースケース

Testing BASELABS Dynamic Grid with Virtual Test Drives in DYNA4
  • 開発の初期フェーズでセンサーの構成
    を決定する 
  • 機能テスト
    :例えば、NCAP衝突シナリオに基づくオブジェクトリストを自動緊急ブレーキアルゴリズムに入力し、知覚の影響を意図的に無視してテストを行う
  • 堅牢性テスト
    例えば、レンズの汚れによりカメラフレームの品質が低下した状態でも、自動駐車機能が正常に動作するかをテストします
  • 性能テスト
    :例えば、HIL環境において、合成されたカメラ画像やレーダー検知データを用いて、自動運転機能の機能性やタイミングに関する性能を評価する
  • 現実では監視が困難または危険なシナリオ、物体、環境効果を用いて、AIベースの知覚アルゴリズムの学習およびテストのためのデータセットを充実
    させる

オブジェクトレベルでのセンサー入力

  • DYNA4におけるセマンティック画像セグメンテーションを用いたオブジェクトリスト
  • センサー固有のオブジェクトリスト、または融合オブジェクトリスト
  • 理想化されたグランドトゥルース情報、またはオクルージョンの考慮
  • バウンディングボックスに基づく高効率な計算、または正確な形状を考慮したセマンティック画像セグメンテーション
  • ASAM OSIフォーマットのシミュレーション済みセンサーデータを提供し、テスト対象システムとの容易な統合を実現します

シミュレーション用センサー:カメラ、レーダー、LIDAR、超音波

Testing Camera-Based ADAS Functions with DYNA4

カメラ

  • 最大360°の視野角を持つ設定可能なカメラ
  • フィッシュアイ、OpenCV、Scaramuzza、またはKannala-Brandtパラメーターによる歪みパラメーター化
  • フィルター:レンズの汚れ、グレースケール、ベイヤーなど
  • ステレオカメラの場合でも、画像注入用に個別の出力端子からRGB画像ストリームを出力
  • ADAS制御ユニットへの映像注入のためのRGBカメラ画像のストリーミング
  • MiL(アルゴリズム開発)からHIL(ECUへの画像注入)まで幅広くご利用いただけます
     

レーダー

  • 1つの対象物につき複数のレーダー検出結果が、距離、半径方向速度、RCSなどのレーダー固有のデータとともに、OSIセンサーデータとして提供されます
  • ドップラー効果に基づくモデリングと高速フーリエ変換(FFT)処理を行い、その結果としてビンニングを行います
  • 他の物体による遮蔽、アンテナパターン、1サイクルあたりの検出数制限、角度および速度の曖昧性といった典型的な影響を網羅しています
  • Persival社の専門知識を活かして開発された、計算効率に優れた現象論的モデル

LIDAR

  • レーザー光と物体表面との間の角度および物体のプロパティに基づく反射強度
  • 回転式および非回転式のLIDARセンサーの入手可能性
  • 開口角およびシグナル分解能の調整が可能
  • DDSまたはUDPを介して、Velodyneフォーマットの3D点群データをROSトピックとして出力
 超音波

超音波

  • 伝搬および大気減衰の考察 
  • 物体の形状および材料プロパティに基づく吸収と反射
  • 開口角および信号分解能の調整が可能
  • 強度深度ヒストグラムの出力
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Felix Beygang
Expert for ADAS Solutions
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