Ein Gespräch mit Lidar-Experten von dSPACE und Velodyne

Lidar-Simulationen verkürzen die Systementwicklung und -einführung, indem sie eine virtuelle Umgebung schaffen, in der automatisiertes Fahren unter verschiedenen Fahrbahn-, Wetter- und Lichtbedingungen getestet werden kann. Die Simulationen unterstützen das Erproben von Extremszenarien, einschließlich Kurven- und Randbereichen, sowie von potenziellen Gefahren wie Notbremsung und Hindernisvermeidung.

dSPACE, ein Partner von Automated with Velodyne, ist ein führender Anbieter von Simulations- und Validierungssystemen in der Automobilbranche. Die Kombination aus Hochleistungssensoren und Wahrnehmungssoftware von Velodyne sowie der Simulationssoftware von dSPACE ermöglicht es Entwicklern, Lösungen unter verschiedensten Bedingungen zu testen und zu validieren, bevor autonome Fahrlösungen auf die Straße kommen.

Um mehr darüber zu erfahren, wie Simulation den Test- und Validierungsprozess verbessern kann, sprachen wir mit Vishal Jain, unserem Vice President of Software Engineering, und Caius Seiger, Product Manager, Sensor Simulation bei dSPACE.

F: Können Sie die größte Herausforderung beschreiben, der sich Entwickler bei Lösungen für autonomes Fahren gegenübersehen?

Caius: OEMs und Tier One müssen Extremfälle für die Entwicklung und Verbesserung von autonomen Fahrzeugen simulieren. Eine äußerst realistische Simulation ist die einzige praktikable Lösung für diese Zwecke, da reale Fahrmanöver zu kostspielig, gefährlich und zeitaufwändig wären. Auch die Anzahl der Szenarien wäre für reale Testfahrten zu hoch.

Vishal: Daten sind der Katalysator für die Entwicklung von künstlicher Intelligenz und Bildgebungsverfahren. Die Erfassung, Aufbereitung und Pflege von Daten ist jedoch ein zeit- und ressourcenintensiver Prozess, um verschiedene Anwendungsfälle und Szenarien zu berücksichtigen. Diese Einschränkungen führen zu einer Knappheit an Datensätzen, die für maschinelle Lernmodelle und Tests zugänglich sind. Wenn Entwickler nur begrenzten Zugang zu Datensätzen haben, die für das Trainieren und Testen von Modellen erforderlich sind, werden ihre Forschung und Innovation gebremst. Die Verwendung eines simulatorgesteuerten Ansatzes gleicht die begrenzte Verfügbarkeit von realen Daten aus, insbesondere in seltenen Fällen, wie z. B. bei Extremfällen. Er verbessert die Entwicklungsgeschwindigkeit und die Modellqualität. Dieser Ansatz kann die Kosten senken und zu einem verbesserten Test- und Validierungsprozess für einen sicheren Einsatz beitragen.

F: Wie arbeitet die dSPACE-Simulationssoftware mit der Velodyne-Hardware und -Software zusammen, um diese Herausforderung zu meistern?

Caius: Mit AURELION, einer dSPACE-Lösung, die eine präzise Simulation von Sensoren und Sensorumgebungen ermöglicht, können Entwickler auf einfache Weise die Sensordaten erzeugen, die sie für effektive Tests und Validierungen benötigen. Mit wenigen Klicks lassen sich reale Testszenarien erstellen, die sonst in der realen Welt nicht sicher zu testen wären. In Zusammenarbeit mit Velodyne haben wir ein Sensormodell für den Velarray H800 implementiert, das sich wie der reale Sensor verhält – allerdings in einer virtuellen Welt.

Indem sie die Punktwolke in das Vella Development Kit (VDK) einspeisen, können Entwickler die Informationen klassifizieren und clustern. Sie erhalten auch Objektinformationen, wie z. B. Fußgänger, die für die Objekterkennung der Fahrfunktionen des Fahrzeugs wie Notbremsassistent und Sensorverknüpfung notwendig sind. Diese Objekterkennung kann in der Simulation durchgeführt werden, was den Entwicklern ein wirkungsvolles Werkzeug an die Hand gibt. Dank unseres ultra-realistischen Simulationsmodells können sie ein Höchstmaß an Realismus in der Simulation erreichen.

Vishal: Das VDK macht es den Entwicklern leicht, unsere Vella-Software für die Objekterkennung mit unseren Lidar-Sensoren zu koppeln, um die Innovationszyklen zu beschleunigen und Komplettlösungen auf den Markt zu bringen. Entwickler können mit dem VDK und der Vella-Software Lidar-Simulationen durchführen, um reale Fahrszenarien nachzubilden, z. B. Kreuzreferenz und Kombination mit kamerabasierter Wahrnehmung für ADAS-Anwendungen. Diese Simulation ermöglicht es ihnen, ihre Bemühungen auf die Validierung der Sicherheit und Zuverlässigkeit von ADAS- und AV-Anwendungen zu konzentrieren.

F: Wie trägt die Simulation zur Verbesserung des autonomen Fahrens bei?

Caius: Unsere Simulationslösung, die mit den Sensoren und der Software von Velodyne kombiniert ist, hilft Erstausrüstern und Herstellern, die Sicherheit von hochautomatisierten und autonomen Fahrzeugen zu verbessern. Die Entwickler können die Daten erzeugen, die sie für effektive Tests und Validierungen benötigen. Die dSPACE-Simulationslösung erzeugt Punktwolken in Echtzeit, um Objekte zu simulieren. Die Simulationsmodelle helfen dabei, die optimale Positionierung des Sensors am Fahrzeug sowie die Sensorgrenzen in Kurvenfällen zu bestimmen.

F: Welche Vorteile haben Entwickler, die sowohl das Vella Development Kit als auch einen Velodyne-Sensor wie das Velarray verwenden?

Vishal: Das VDK bietet hochmoderne Erkennungssoftware für Richtungssensoren wie das Velarray H800 und Velarray M1600. Die Software macht es Entwicklern leicht, Innovationszyklen zu beschleunigen, um Komplettlösungen auf den Markt zu bringen. Das VDK ermöglicht es Kunden in verschiedenen Marktsegmenten, sich auf ihre spezifische Anwendung zu konzentrieren, was zu kürzeren Entwicklungszeiten und enormen Einsparungen bei den Entwicklungskosten führt. Unsere Kunden haben das VDK für die Erkennung von Fußgängern im Nahbereich, die Kreuzreferenz und Fusion mit kamerabasierter Wahrnehmung für ADAS-Anwendungen, die Kollisionsvermeidung für industrielle Anwendungen und mehr eingesetzt.

So können VDK-Benutzer beispielsweise eine autonome mobile Roboterlösung mit der Vella-Software erstellen, die Daten von unserem Velarray M1600-Sensor nutzt, um Personen und 3D-Hindernisse zu erkennen. Für eine Last-Mile-Delivery-Anwendung liefern die Sensordaten Objekt- und Gefahrenerkennung zum Schutz von Verkehrsteilnehmern wie Fußgängern, Radfahrern und Tieren.

F: Wie hat die Partnerschaft von dSPACE mit Velodyne Ihre Simulationslösungen vorangebracht?

Caius: Die Teilnahme am Automated with Velodyne-Programm hat dSPACE die Möglichkeit gegeben, neue Velodyne-Lasersensoren, wie z.B. das Velarray, in einem frühen Entwicklungsstadium in unsere Simulationslösungen zu emulieren. Je früher im Entwicklungsprozess eine Validierung erreicht werden kann, desto schneller können neue Funktionen für das autonome Fahren von unseren Kunden sicher eingeführt werden. Unsere Kooperation mit Velodyne trägt dazu maßgeblich bei.

Interessieren Sie sich für Velodyne-Sensoren und -Software? Besuchen Sie uns hier: https://velodynelidar.com/m1600-vella/#lidar

Haben Sie Fragen zur Simulation? Die dSPACE-Experten helfen Ihnen gerne weiter. Kontaktieren Sie uns einfach: https://www.dspace.com/en/pub/home/company/kontakt/contact_us.cfm?fuseaction=formular&tomail=1