ChinaEV100: Blaubuch zur Simulation autonomen Fahrens in China 2020

Simulationstests sind für die sichere Umsetzung des autonomen Fahrens von entscheidender Bedeutung. Einer Studie der Rand Corporation in den USA zufolge werden mindestens 17,7 Milliarden Kilometer Fahrdaten benötigt, um die Algorithmen zu perfektionieren, wenn autonome Fahralgorithmen das Niveau menschlicher Fahrer erreichen wollen. Würde man eine Flotte von 100 selbstfahrenden Testfahrzeugen einsetzen, um rund um die Uhr Straßentests mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 40 Kilometern pro Stunde durchzuführen, würde es mehr als 500 Jahre dauern, um die Zielkilometerzahl zu erreichen. Der Zeit- und Kostenaufwand für Straßentests wäre untragbar.

Darüber hinaus schränken fehlende Verkehrsvorschriften und Versicherungsmechanismen für autonomes Fahren groß angelegte Straßentests autonomer Fahrzeuge ein. Da die absolute Sicherheit selbstfahrender Autos noch nicht garantiert werden kann, ist die chinesische Regierung weiterhin zurückhaltend, was die Freigabe von Straßentests für selbstfahrende Autos angeht. Der starke Testbedarf für selbstfahrende Autos lässt sich wahrscheinlich nicht decken, wenn man sich bei Straßentests ausschließlich auf freie Straßen und intelligent vernetzte Testgelände verlässt.

Derzeit sind Simulationstests auf der Grundlage von Szenariobibliotheken ein wichtiger Weg, um den Mangel an Daten zu Fahrtests mit autonomem Fahren zu beheben. Durch Simulationstests werden hauptsächlich Closed-Loop-Simulationstests der Wahrnehmung autonomen Fahrens, der Entscheidungsplanung, der Steuerung und anderer Algorithmen durch den Aufbau einer virtuellen Szenenbibliothek durchgeführt. Die Szenarienbibliothek ist die Grundlage für Simulationstests zum autonomen Fahren. Je höher die Abdeckung der Szenarienbibliothek mit der realen Welt ist, desto realistischer sind die Simulationstestergebnisse.

Verschiedene Phasen der Entwicklung autonomer Fahrzeuge stellen unterschiedliche Anforderungen an Szenariobibliotheken, die wiederum erfordern, dass Szenariobibliotheken unterschiedliche Testfunktionen implementieren:

Den Daten des Blue Book zufolge werden derzeit etwa 90 % der Tests autonomer Fahralgorithmen mithilfe von Simulationsplattformen durchgeführt, 9 % auf Testgeländen und 1 % durch tatsächliche Straßentests. Mit der Verbesserung der Simulationstechnologie und ihrer zunehmenden Verbreitung in der Anwendung strebt die Branche an, 99,9 % der Tests über Simulationsplattformen, 0,09 % durch geschlossene Tests und die restlichen 0,01 % durch Tests auf realen Straßen durchzuführen, um die Forschung und Entwicklung im Bereich des autonomen Fahrens effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten.

Auf der Pressekonferenz sagte Zhu Xican, Direktor des Instituts für Fahrzeugsicherheitstechnologie an der Fakultät für Fahrzeugtechnik der Tongji-Universität: „Ohne eine virtuelle Simulationsplattform ist die Entwicklung intelligent vernetzter Fahrzeuge überhaupt nicht möglich. Wenn mein Land seinen Traum verwirklichen will, sich von einer großen Automobilnation zu einer mächtigen Automobilnation zu entwickeln, muss die virtuelle Simulationsplattform als Kerntechnologie autonom und steuerbar sein.“ China ist der weltweit größte Automobilproduzent und -konsument. Als eine der wichtigsten Kerntechnologien bei der Entwicklung autonomer Fahrzeuge muss Simulationssoftware unabhängig entwickelt werden, um im internationalen Wettbewerb eine beherrschende Stellung zu erlangen. Die Gesamtzahl der Unternehmen und Einheiten für Simulationssoftware in den USA und Deutschland macht mehr als die Hälfte der weltweiten Gesamtzahl aus. Chinesische Unternehmen befinden sich in diesem Bereich noch in der Aufholphase.

Aufgrund dieser Situation investieren Unternehmen wie Technologieunternehmen, Automobilhersteller, Anbieter von Lösungen für autonomes Fahren, Unternehmen für Simulationssoftware, Universitäten und Forschungseinrichtungen in den Aufbau virtueller Simulationsplattformen. Technologieunternehmen haben relativ spät mit der Simulation begonnen und verfügen über weniger Erfahrung bei der Erforschung von Automobilfunktionen, verfügen jedoch über Vorteile bei Big Data und starke Fähigkeiten in der Softwareentwicklung. Zu den wichtigsten Unternehmen für autonome Fahrsimulationstechnologie zählen derzeit Tencent, Baidu, Huawei, Alibaba usw.

Nehmen Sie Tencent als Beispiel. Basierend auf seiner technologischen Ansammlung in den Bereichen Karten, Spiele, Cloud-Computing, künstliche Intelligenz und anderen Bereichen kann Tencents virtuelle Simulationsplattform für autonomes Fahren TAD Sim die automatische Szenengenerierung und Tests mit hoher Parallelität in der Cloud realisieren und so die Effizienz der Verifizierung von Tests für autonomes Fahren verbessern. Nun hat das Unternehmen eine Kooperation für Tests autonomen Fahrens in virtueller Realität mit intelligent vernetzten Testgeländen in Changsha, Xiangyang, Shenzhen und anderen Orten gestartet.

Tencents autonome Fahrsimulationsplattform TAD Sim (Tencent Autonomous Driving Simulator) wurde 2018 veröffentlicht. Es handelt sich um eine autonome Fahrsimulationsplattform, die virtuell und real, online und offline kombiniert, indem sie professionelle Game-Engines, Fahrzeugdynamikmodelle in Industriequalität, virtuellen und realen Verkehrsfluss und andere Technologien kombiniert. Um ein hohes Maß an Szenenwiederherstellung zu erreichen, hat Tencent seine Erfahrung und Technologie im Gaming-Bereich genutzt und Gaming-Technologien wie Szenenwiederherstellung, atmosphärische Systeme, Sensorsimulation, Physik-Engines, Agent-KI, Cloud-Gaming-Technologie und MMO-Synchronisierung angewendet.

Im Juni 2020 wurde die Version 2.0 von TAD Sim veröffentlicht. Die Architektur wurde auf der ursprünglichen Basis optimiert und erweitert. Die Datenübertragungs- und Beschleunigungsfunktionen wurden erheblich verbessert und der Ressourcenverbrauch um 30 % reduziert. Derzeit umfasst die Szenarienbibliothek mehr als 1.000 Szenarientypen. Sie lässt sich verallgemeinern, um über 10.000-mal umfangreichere Szenarien zu generieren, und verfügt über eine Testkapazität von mehr als 10 Millionen Kilometern pro Tag.

Derzeit arbeitet TAD Sim an vielen Orten mit nationalen Testgebieten für intelligent vernetzte Fahrzeuge, nationalen Ministerien und Kommissionen sowie führenden inländischen Automobilunternehmen zusammen. Unter anderem arbeitet es mit dem Nationalen Testgebiet für intelligent vernetzte Fahrzeuge (Changsha) zusammen, um die geografische Übersicht des Testgebiets mithilfe virtueller Simulationstechnologie wiederherzustellen und so Simulationstests für intelligent vernetzte Fahrzeuge zu unterstützen. Unterstützung beim Aufbau des digitalen Zwillings-Evaluierungssystems für autonomes Fahren des Xiangyang Da'an Automobile Testing Center und der Shenzhen Intelligent Connected Transportation Test Demonstration Platform usw., um virtuelle und reale Simulationstests zu fördern, die Umsetzung der Forschung und Entwicklung im Bereich autonomes Fahren zu beschleunigen und die Modernisierung von Bau und Betrieb intelligenter Transportmittel zu fördern.

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