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台湾车辆研究测试中心引进 UC-win/Road 和六自由度运动平台驾驶仿真器协助车辆开发研究

2019-08-21

位于台湾・台中市近郊的ARTC(Automotive Research & Testing Center,车辆研究测试中心),是台湾政府为了进行汽车技术的研究及测试所设立的专门机关。为了真实重现台湾的交通状况,ARTC 导入了 FORUM8 公司的 UC-win/Road 和 6自由度运动平台的驾驶仿真器,进行电子控制汽车的传感器及车辆特性、自动驾驶等研究。ARTC的使命,主要是协助台湾的汽车产业进行技术支持和质量提升等工作。本次所采访的是机电工程整合技术部门,主要提供电子控制和传感器、通讯技术与机电工程等研究与开发技术。


在台湾有多家汽车制造商,目前技术开发方向是以世界各国也正在研究的ADAS(先进驾驶辅助系统)和自律行驶技术为中心。ADAS为了使驾驶者可安全并舒适地进行驾驶,汽车本身掌握周遭信息,除了警示或警告外,并透过自动控制来支持驾驶的系统。ARTC作为使用驾驶仿真器的研究单位,研究内容包括开发侦测车外障碍物的传感器以及整合多台传感器信息的技术。除此之外,也进行电子式转向煞车控制技术及ADAS控制技术、高精度定位技术、自动驾驶时的意志决定以及轨迹规划技术的开发等对照。约有80位研究员在可运用驾驶仿真器的环境之中。此外,也正在计划未来使用驾驶仿真器的驾驶教育训练及执行ADAS和自动驾驶控制装置的验证实验。


「ARTC从以前就有架构整合方向盘和油门的简易型虚拟现实(VR)环境了,不过却无法真实地呈现路面的摩擦和凹凸、加减速时的车辆特性。因此我们决定将导入6自由度运动平台驾驶仿真器列入考虑」ARTC 机电工程整合技术部门的叶智荣部长如此说明。


在导入动态驾驶仿真器之前,仿真能呈现的画面是静止影像,因此无法重现道路的变化及振动、加减速时实际车辆的晃动等行为。也就是说,这样的模拟在日后进行实车测试时,容易发生未预期的问题。此外,以往的技术可模拟预防与前方障碍物碰撞的自动紧急制动装置(AEB)以及定速巡航系统(ACC),但测试时,却无法评估驾驶者或乘客主观感受等问题。ARTC导入FORUM8驾驶仿真器的契机是总公司位于日本东京的CYBERNET SYSTEMS在台湾的海外子公司-思渤科技股份有限公司(CYBERNET SYSTEMS TAIWAN)与ARTC拥有长年的合作关系。


「本公司多年来与ARTC有多次合作,导入全球各大车厂广泛使用的实时仿真系统,」CYBERNET 大中华区营销部谢孟娟经理说道。「故在2016年得知ARTC考虑导入新的车辆仿真器进行更逼真的驾驶模拟,思渤科技与FORUM8公司积极地推动与协助ARTC 导入 UC-win/Road 工具与驾驶仿真器。」「FORUM8产品的优点,在于设定方法简单并提供弹性的客制化服务,而且模拟也很逼真。此外,还有和其他公司的软件及硬件对应连接的优点,如车辆运动仿真软件『CarSim』(在台湾由思渤科技股份有限公司代理贩卖)以及提供贴近实际车辆驾驶体验的SENSODRIVE公司强制反馈方向盘装置等」叶部长说道。


驾驶仿真器的使用目的,在现阶段,主要是重现汽车的动态特性,验证车辆的动态行为和实时传感器、与控制器之间的关系。在未来也将用于自动驾驶的体验或控制算法的测试、验证。思渤科技股份有限公司一直以来在台湾的汽车业界发展,并累积技术知识(Know-how),这对ARTC的研究和实验带来帮助,也期许未来能有更好的研究成果。


思渤科技股份有限公司技术工程师辜冠荣说明:「藉由运动平台拥有六个自由度的这项特点,不仅可用于基本的驾驶教育训练,还能模拟自动驾驶车辆的体感,可以说是最大的优点吧。使用者透过自动驾驶控制也能切身体验到搭乘车辆的舒适感。而且,也可以考虑到车辆的动态特性对传感器所带来的影响程度。UC-win/Road在Windows系统计算机上运行,藉由因特网协议之一的UDP(User Datagram Protocol)网络通讯与驾驶仿真器的控制器连接,并依据CarSim 计算得出的精准车辆动态行为在6自由度的模拟平台上呈现。针对台湾特有交通状况的设定,可透过UC-win/Road制作。例如,台湾的红绿灯和招牌等,可很简单地制作台湾的交通场景,使用者可以呈现在地化的交通情境。交通标志也可在UC-win/Road中显现。例如,制作了基于台北南港软件园区的场景。汽车车体的动态行为是使用CarSim软件进行计算。该软件在各种道路条件下正确地表现车辆的反应,透过驾驶仿真器,可呈现身历其境的驾驶体验。」


「使用过FORUM8驾驶仿真器后,我的感想是透过UC-win/Road的屏幕渲染以及根据CarSim车辆的运动平台动态结果,可重现与真实车辆相同的驾驶体验。UC-win/Road制作出非常逼真的状况,后续也可以用在模拟自动驾驶车遭遇到的驾驶状况以及台湾实际的交通状况上」(叶部长)。


今后研究的方向,正计划藉由依据自动驾驶算法的车辆控制驾驶,以体感评估乘客搭乘车辆的舒适感以及车辆的反应。该结果也可作为自动驾驶算法的调整或参数的协调吧。此外,在测试HiL时,透过将自动驾驶控制零件与驾驶仿真器连接,可测试控制零件的反应。还能藉由模拟危险场景以进行测试,因此相较于真实车辆的测试,也可以降低风险。


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