ANSYS 部落格
May 9, 2023
Ansys-Onsemi 協同合作，讓車輛獲得更好的道路感知
模擬技術可精確預測並驗證感應器在各種駕駛環境下的功能。
我們或許難以想像一個放開雙手、讓車輛自行行駛的世界。但事實上，我們現在已經得以一窺這樣的未來樣貌。現今路上許多車輛已配備先進駕駛輔助系統 (ADAS)，透過攝影機、雷達與光學雷達等技術來避免障礙物碰撞，並協助我們行駛在車道上、進行路邊停車等。
所有這些系統皆由人工智慧 (AI) 感知技術所引導，例如電腦視覺便是自駕車 (AV) 感知堆疊中的核心功能之一。AV 堆疊由多層元件組成，負責感應、連線、處理、分析與自動駕駛所需的決策。就像人類駕駛一樣，車輛的感知堆疊會「觀察」四周，從車載感應器收集資料並加以處理，以理解與回應其當前的行駛環境。
身為自駕車產業中的兩大關鍵參與者，Ansys 與 onsemi 合作推出一項獨特解決方案來推進這項任務的發展，不僅讓雙方技術相輔相成，還建立了可供原始設備製造商 (OEM) 與一階供應商使用的生態系統，以推進開發與感知驗證目標。
身為電力和感應技術的領導者，onsemi 的目標是促進創新並開發解決複雜客戶挑戰 (包括車輛感知方面的挑戰) 的智慧型技術，以支援自駕車開發。與 Ansys 合作讓 onsemi 能建立系統層級的模擬，以分析其開發決策的影響，進而推動技術演進。onsemi 團隊建立了一個感應器模型與虛擬孿生，再利用 Ansys AVxcelerate 模擬整合多種駕駛場景，將感應器模型轉換為更全面的系統層級模擬。
「當我們能預測並驗證感應器在各種情境中的功能時，onsemi 感應器模型的價值便會大幅提升。Ansys 的模擬工具在達成此目標時發揮了關鍵作用，因為其基於物理的生成場景方式，能提供我們所需的準確度。」onsemi 智慧感應團隊影像系統總監 Shaheen Amanullah 表示。「我們利用模擬來建立基礎，這個基礎讓我們能展示、評估並開發符合客戶不斷變化需求的次世代感應器。此外，此平台也將協助我們評估其對人類與機器視覺應用的影響。」
模擬建立感應器效能與實際情境的對應關係
此情境的價值主張體現於，能夠利用一個極接近實際感應器性能的模型，來建立與真實世界之間的對應關係。此輸出結果可供 OEM 與一階供應商使用，並安心評估其系統設計。AVxcelerate Sensors 為 onsemi 的感應器模型可在動態情境中提供基於物理的多光譜光線傳播，能快速且準確地測試與驗證其效能，無需實體原型。
AVxcelerate Sensors 使 onsemi 能在產品定義與設計階段中，針對多種場景實行全面驗證。OEM 可直接使用已在 AVxcelerate Sensors 中完成驗證的 onsemi 模型，來進行其感知演算法測試，並立即識別可改善之處，藉由反覆修改進一步達成感應器最佳化，從而提升管道中感應器開發。這種活動也有助於發掘感知演算法的效能邊界，並搶先一步展開訓練。
聯合成像器示範支援車用攝影機測試
5 月 9 日至 11 日，onsemi 在 2023 年底特律 AutoSens 展覽中展示聯合成像器示範。本次示範中，Ansys 與 onsemi 運用 AVxcelerate Sensors 建立了基本但關鍵的測試場景，用以驗證 ADAS/AV 環境下的車用攝影機效能。onsemi 的成像器模型接收 AVxcelerate Sensors 輸出的資訊，並透過此基本情境進行模擬，來深入瞭解感應器設計對 ADAS/AV 系統的影響。所有模擬結果均與實體感應器所錄製的影像進行交叉比對驗證。
Hyperlux (右) 系列維持閃爍燈光的能力。沒有像上一代 (左) 的感應器一樣觀測到假影。
為提供客戶可靠的解決方案，onsemi 團隊的目標是讓模擬感應器在影像品質與感應器行為上，與實體感應器達到高度一致。團隊導入關鍵績效指標 (KPI)，以量化最終模擬資料的準確度。在此情境中，場景生成是一項關鍵實驗面向，可在實現與實體感應器的準確對應中扮演關鍵角色。
Ansys 與 onsemi 著手盡可能精確重建基準場景，此協同合作不僅讓雙方能夠改善自家工具，也能在關鍵需求上進一步達成一致。此虛擬模擬運用亦可協助 OEM 與一階供應商在較早階段便與感應器製造商合作，根據模擬支援的資料協助定義次世代感應器，並更進一步滿足其需求。此外，他們也能在較早階段將感知堆疊應用於模擬結果並展開網路訓練，遠早於目前實務。
「目前這類活動通常在感應器取樣完成後才開始進行，導致產品上市時間非常緊迫，限制可達成的成果，」Amanullah 表示。「若能搶得先機，OEM 與一階供應商將有更多時間將其演算法與訓練網路最佳化，使取樣流程後的驗證階段更短、更順利。我們的目標是持續提升現有模擬方法，並於未來整合更多功能，利用 AVxcelerate Sensors 在多種場景中更精準地再現實體感應器，提供客戶更準確的成果。」