1.  系統方案

車輛駕駛模拟訓練場(chǎng)景編輯平台提供了(le)基于物理(lǐ)的三維場(chǎng)景建模、基于語義的道路(lù)事(shì)件建模、基于物理(lǐ)光學屬性的攝像頭和激光雷達的仿真、基于物理(lǐ)電磁學屬性的毫米波雷達的仿真，從而實現(xiàn)多傳感器(qì)、多交通對象、多場(chǎng)景、多環境的實時(shí)閉環仿真。其主要功能(néng)如(rú)下(xià)：

1)      開放(fàng)式場(chǎng)景編輯模塊，自定義設定道路(lù)和交通場(chǎng)景，可以自定義設定道路(lù)兩旁的建築物，綠(lǜ)化(huà)帶等等；

2)      可以根據用戶需求，自定義設定道路(lù)場(chǎng)景上(shàng)的交通流，可以自定義設定道路(lù)上(shàng)來(lái)往的車輛，行人(rén)和交通指示燈；

3)      可以根據客戶需求，自行設定主動駕駛（或算(suàn)法控制車輛）的車輛動力學參數；

4)      支持高精度的三維場(chǎng)景仿真和基于環境光的模拟；

5)      支持高精度的物理(lǐ)屬性的傳感器(qì)仿真，包括毫米波雷達的仿真、攝像頭的仿真和激光雷達的仿真；

6)      此外，考慮到能(néng)更加逼真地反映“人(rén)—車—路(lù)”在環仿真測試，該平台還提供了(le)多種開放(fàng)的接口。

2.系統構成

下(xià)面分(fēn)别介紹本平台各模塊的構成。

2.1自定義道路(lù)環境

車輛駕駛模拟訓練場(chǎng)景編輯平台提供了(le)一(yī)套自定義道路(lù)場(chǎng)景的設計工具，具備直道、彎道、曲線等設計能(néng)力，支持道路(lù)寬度、長度、半徑、方向、車道數量、車道方向、車道限速、車道類型等的編輯。

2.2.自定義交通場(chǎng)景

車輛駕駛模拟訓練場(chǎng)景編輯平台，還提供了(le)快(kuài)捷的基于語義的道路(lù)交通流設計，包括車道行駛規則、車輛及行人(rén)行為(wèi)、交通指示牌行為(wèi)，以及某一(yī)時(shí)刻各交通對象交通行為(wèi)的精确數據輸出。此外，交通對象的行為(wèi)也(yě)可以人(rén)為(wèi)定義，包含如(rú)車輛駕駛行為(wèi)、突然變道、突然加速、行人(rén)亂闖紅(hóng)燈和人(rén)行道等一(yī)系列場(chǎng)景的仿真，同時(shí)軟件内部車輛和行人(rén)之間(jiān)可自定義交互與否，即可仿真自動避讓行人(rén)和忽視(shì)行人(rén)發生(shēng)碰撞等行為(wèi)。

2.3.構建車輛動力學模型

除了(le)上(shàng)述的道路(lù)場(chǎng)景以及交通流的搭建能(néng)力之外，車輛駕駛模拟訓練場(chǎng)景編輯平台同樣提供了(le)基于總成特性的車輛動力學模型，并提供了(le)以下(xià)性能(néng)參數的配置：

1）底盤參數，如(rú)長寬高、軸間(jiān)距、重量等；

2）性能(néng)參數，如(rú)最大時(shí)速、引擎轉速等；

3）轉向參數；

4）輪毂參數；

……

同時(shí)，軟件還提供了(le)各類特性參數的預定義實驗數據，方便用戶對所定義車輛的特性進行快(kuài)速的測試驗證。相關(guān)的實驗數據有：

1）加速特性實驗數據；

2）刹車特性實驗數據；

3）轉彎特性實驗數據；

4）方向盤特性實驗數據；

5）側風(fēng)實驗數據；

6）障礙物和轉彎實驗數據；

……

2.4.基于物理(lǐ)真實的三維場(chǎng)景建模

在無人(rén)車輛的物理(lǐ)仿真中，除了(le)前述關(guān)于道路(lù)場(chǎng)景，交通流以及車輛動力學模型的建模能(néng)力外，車輛駕駛模拟訓練場(chǎng)景編輯平台的最大特點和優勢在于提供基于物理(lǐ)真實的三維場(chǎng)景建模和引擎的圖形算(suàn)法。使得上(shàng)述的場(chǎng)景的構建與物理(lǐ)真實達到一(yī)個(gè)高匹配度，以此對無人(rén)車中傳感器(qì)的感知和後期控制算(suàn)法的驗證提供了(le)很好(hǎo)(hǎo)的準确性和真實性，以減少場(chǎng)景搭建的缺陷所帶來(lái)的傳感器(qì)和感知算(suàn)法的決策錯誤。

在整個(gè)基于物理(lǐ)真實的建模平台搭建中，車輛駕駛模拟訓練場(chǎng)景編輯平台會通過對以下(xià)物理(lǐ)真實參數的定義和基于引擎的圖形算(suàn)法來(lái)保證仿真的準确性和真實性：

環境光源的定義，包括：

1）天空的照度值；

2）基于經緯度的太陽光的照度和位置定義；

3）環境場(chǎng)景中各種點光源以及面光源的定義；

4）車輛照明系統的光源定義；

5）環境場(chǎng)景中包括道路(lù)，建築，車身(shēn)等一(yī)系列材料表面光學屬性的定義。

2.5.基于物理(lǐ)的智能(néng)頭燈照明仿真系統

随着智能(néng)駕駛輔助系統（ADAS）的逐漸普及和行業發展，車輛智能(néng)化(huà)頭燈照明系統也(yě)逐漸成為(wèi)當前行業的發展趨勢和應用熱點。通過平台特有的物理(lǐ)級仿真引擎，為(wèi)客戶提供真實的車輛頭燈路(lù)面光型分(fēn)布測試和動态駕駛與智能(néng)頭燈仿真測試。

除了(le)前述在三維環境建模中通過設備進行材料表面光學屬性的采集與賦值外，為(wèi)了(le)保證接近真實的物理(lǐ)仿真光型，平台模塊同樣對光源進行仿真模拟，包括車燈光源，自然光光源，路(lù)燈光源等。定義方式包含如(rú)：

1）光源光強分(fēn)布IES文件；

2）光源光譜文件；

3）光源強度等；

如(rú)下(xià)圖所示分(fēn)别為(wèi)不同光源的光譜分(fēn)布和車燈光源的IES定義文件。

基于環境和光源的物理(lǐ)仿真，可以實現(xiàn)車輛前照燈遠(yuǎn)光，近光，側燈的切換以及光強的實時(shí)切換控制，同時(shí)豐富的光度學分(fēn)析工具，包含色度學，光度學，等照度線，等照度區域等信息便于分(fēn)析光分(fēn)布情況。