西門子 物理模型仿真平臺Simcenter Prescan
2025-04-22
西門子Simcenter Prescan是汽車自動駕駛開發和測試最為先進的基于物理模型的仿真平臺， Prescan 2022.1版本現已正式發布，Simcenter Prescan 2022.1新增了與SUMO的聯合仿真接口，用于自動交通流的生成，使用戶能夠快速定義具有受控隨機性和變化性的測試場景，用于自動駕駛車輛的驗證。Simcenter Prescan基于物理的雷達（PBR）傳感器現增加了Linux版本的支持，同時增加了對運動行人的感知。另外基于物理的激光雷達（PBL）傳感器模型也在此版本中得到了進一步改進，幫助用戶提高AV/ADAS模擬的準確性和易用性。
一、智能生成交通場景功能
仿真場景的豐富度是自動駕駛系統開發和測試的關鍵。Simcenter Prescan 2022.1現提供程序化的場景生成腳本，可以隨機生成不同的場景。結合2022.1版本中加入的SUMO插件智能生成交通流，使得自動駕駛汽車可以在不斷變化的環境中進行泛化測試。
自動駕駛汽車交通場景大規模創建
二、ASAM OpenX 支持功能增強
為支持自動駕駛多部門的協同仿真，標準化和互操作性是必須的。Simcenter Prescan 2022.1連接自動駕駛算法平臺更為便捷。此版本中，用戶還可以使用 Prescan 創建OpenDRIVE 文件。同時還引入了OpenScenario 場景文件和外部控制器和目錄引用支持。這些新增功能使 Prescan對OpenX的支持達到了非常成熟的水平，用戶可以在仿真測試中導入和使用大量的 OpenDrive 和 OpenScenario 文件。
三、物理傳感器模型功能提升
在新版本中，基于物理的雷達模型支持運動行人的感知。這意味著Simcenter Prescan2022.1中基于物理的毫米波雷達 PBR 的輸出將顯示行人的運動相關的效應，例如微多普勒效應。此外，基于物理的雷達模型現在也可在Linux 環境下使用。
Simcenter Prescan 2022.1基于物理的激光雷達傳感器也帶來了更新。激光雷達的反射能量模型考慮了目標顏色的不同特性，從而準確地反應對感知算法性能的影響。此外，基于物理的激光雷達的點云輸出的可視化顯示功能也得到提升。
用于自動駕駛汽車開發和驗證的基于物理的激光雷達仿真
四、V2X插件功能升級
Simcenter Prescan 2022.1在原有支持的消息集基礎上，增加了用戶自定義消息的類型，進一步拓展了Prescan在V2X應用方面的功能。為用戶提供了創建自己的二進制消息(如ASN.1標準)的靈活性。用戶可以根據需求自己定義消息集內容以及解碼編碼方式。而且，該功能同時支持Matlab Simulink和C++平臺，從而進一步拓展和提高了Prescan在V2X HiL方面的應用集成能力。比如在處理 ITS-G5 編碼、地理網絡和 802.11p 消息集調度開發方面，現可以允許用戶自定義二進制消息集，例如 ASN.1。
五、云仿真解決方案更新
在新版本中，基于物理的點云激光雷達模型已在 微軟云Azure 上完成測試。結合西門子HEEDS工具，加速自動駕駛系統在云端的自動化測試。用戶現在能夠在云環境大規模執行高保真仿真測試。同時提供云部署的快速入門指導，更方便體驗此版本的無監督學習，以及分析和評估海量測試結果。
基于物理的激光雷達仿真在云環境下的大量場景驗證
六、Prescan Amesim 車輛動力學
Simcenter Prescan包含用于高保真車輛動力學仿真的Amesim 模型。該模型以三種方式提供。一是預配置模型，為具有15自由度的黑盒動力學模型，用戶不能進行參數配置，但不需要額外的Amesim許可授權即可運行；二是原型模型，提供了包含 A級、C級（前輪驅動）車輛、SUV（全輪驅動）和非鉸接式卡車（后輪驅動）建模的參數配置選擇，需要額外的 Amesim run-time版授權，但提供20個左右的用戶自定義參數的設置。基礎的預配置模型使用戶能夠方便快速的開展 ADAS 和 自動駕駛 系統設計和測試用例，而Amesim原型模型能進一步通過高保真、可配置的車輛動力學仿真來測試和驗證 ADAS 和自動駕駛的極端工況。第三種方式是耦合Amesim的全版本動力學模型。
七、模型庫更新
Simcenter Prescan擁有大量的模型庫，這些模型會根據客戶的要求定期更新。在Simcenter Prescan 2022.1中，Prescan車輛庫中新增了現代汽車IONIQ和Hino藍帶公交車模型。此次更新中還添加了多個新的建筑模型，以豐富城市建模體驗。此外，還增加了多種基礎設施（如水泥護欄、吸聲墻、圍欄等），為傳感器感知系統的性能和精度測試提供更多的支持。
八、新的Demo和技術培訓
Euro NCAP為 ADAS系統的測試和驗證提供了重要的基準。Simcenter Prescan 2022.1包括帶有自動報告生成功能的Euro NCAP自動緊急制動（AEB）場景包，使客戶能夠根據Euro NCAP標準場景驗證其ADAS系統。這些場景在Matlab和Python環境中均可使用。該測試套件還包括一個縱向碰撞避免功能的安全輔助類系統demo。Demo現已在Support Center中可供下載使用。
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