NVIDIA DRIVE Constellation：仿真技术助力打造安全的自动驾驶

咨询公司兰德（RAND Corporation）指出，要使AI驾驶员的表现优于人类20%，需要进行总距离为110亿英里的验证工作，相当于让现实世界中的100辆车不停地开500多年，这显然是无法做到的。

仿真技术的出现让这一看似不可完成的任务成为现实。在虚拟世界中，开发人员可以在任意场景中测试并验证自动驾驶的硬件和软件，为自动驾驶汽车安全上路打好坚实基础。

自动驾驶仿真平台NVIDIA DRIVE Constellation已经正式上市一年。这款基于云的平台是一款由两台配对放置的服务器组成的数据中心解决方案，旨在为自动驾驶汽车的开发和验证提供支持：

左侧为DRIVE Constellation Simulator，右侧为DRIVE Constellation Vehicle

第一台服务器DRIVE Constellation Simulator，采用NVIDIA GPU运行DRIVE Sim软件，用以生成虚拟行驶车辆及产生传感器信号。第二台服务器DRIVE Constellation Vehicle，包含运行完整AV软件堆栈的DRIVE AGX Pegasus汽车计算机，以处理仿真所得的传感器数据。

来自DRIVE Constellation Vehicle的驾驶决策将反馈至DRIVE Constellation Simulator中，从而实现位精确的硬件在环测试。

DRIVE Constellation：

可扩展的真实场景仿真解决方案

可扩展型解决方案：DRIVE Constellation是一个可扩展的平台，旨在用于数据中心大规模部署。这种规模可实现数百亿英里的测试和验证。

高仿真度：DRIVE Constellation仿真平台可以真实地呈现现实世界中的自动驾驶汽车，能够实现位精确及时序精确。

罕见及困难条件下的仿真测试：开发者可基于对交通流量和测试环境的控制，仿真测试各种特别罕见及困难的情况，且不会危及实际车辆和驾乘员的安全。此类条件包括极端天气、昏暗照明、以及周围有车辆进行危险驾驶的情况。

基于场景的测试：不需要驾驶数千英里以获得新的有测试价值的交通情况，DRIVE Constellation能让车辆不间断地经历各种值得学习的场景，并能够反复进行测试。

仿真中的测试是可重复进行的，而且会集中测试在真实世界中罕见且难以再现的关键场景。在仿真环境中行驶一英里所积累的经验，胜过在实际公路上行驶数百英里。

NVIDIA DRIVE Constellation如何构成

NVIDIA DRIVE Constellation组件包括：

• DRIVE Sim是一款仿真软件，可为虚拟测试提供丰富的3D环境。当车辆在DRIVE Sim中进行测试时，可为摄像头、雷达、激光雷达等生成传感器数据，并将数据发送给自动驾驶软件。自动驾驶软件反馈控制信号以控制虚拟行驶中的车辆。DRIVE Sim作为开放式平台，可接入自定义的组件，包括了车辆动力学模型，传感器模型，场景等。
  

• DRIVE Constellation Simulator是一款强大的GPU服务器，能够运行DRIVE Sim，为多个传感器实时生成数据，且时序精确。DRIVE Constellation Simulator中生成的数据被发送至DRIVE Constellation Vehicle中布置的ECU及在上面运行的自动驾驶软件。

• DRIVE Constellation Vehicle是一款数据中心服务器，其中包含车载ECU硬件和自动驾驶软件。它与DRIVE Constellation Simulator共享高速数据连接，能够以低延迟接收生成的所有数据。

DRIVE Sim包括用于以下组件的插件:

环境模型:

• 为DRIVE Constellation仿真的汽车提供一个合成的3D虚拟环境。

• 包括一个3D地图及创造逼真环境以用于生成传感器信号的组件。

传感器模型:

• 模拟汽车上的实际传感器如何捕捉现实世界中的信息。传感器模型包括摄像头、激光雷达、雷达和IMU。

• 以与实际传感器相同的处理方式，从DRIVE Constellation Simulator接收外界环境信息并处理数据，然后发送至DRIVE Constellation Vehicle。

车辆（动力学）模型:

• 模拟车辆响应控制输入和外界条件的运动。

• DRIVE Sim提供转向、控制、摩擦系数。模型将会反馈车辆位置、方向、以及状态。

交通流模型:

• 在微观和宏观层面上模拟交通行为。

• 捕捉道路上所有外部参与者的行为，并对其动态行为进行脚本控制。

• 通过引入外部独立的参与者，车辆可以在未知或意外的交通场景中进行测试和验证。

场景模型:

• 定义场景中动态参与对象的行为。

• 为场景测试编写ego车辆和其他车辆/行人的动作脚本。可使用插件通过编程方式生成新的场景。

NVIDIA DRIVE Constellation平台：

灵活开放，随需定制

DRIVE Constellation是一个开放的平台。DRIVE Sim生态系统中的公司可通过使用软件模块，或通过与DRIVE Sim插件兼容的模块接入DRIVE Sim平台。这就让开发者能够自定义模块，并根据自己的需求获得准确设置。

灵活且开放的DRIVE Constellation平台让开发者能够设计以及通过详细仿真手段来测试验证车辆的功能。工程师可重建车辆的传感器结构、位置和交通流量场景，以便在各种路况和天气条件下进行测试，从而开发出安全的自动驾驶车辆。

NVIDIA生态合作伙伴已经采用了DRIVE Constellation平台打造创新的自动驾驶系统。

沃尔沃集团采用NVIDIA DRIVE Constellation仿真平台来对自动驾驶车辆进行测试和验证，确保其在全球各地均能应对各类操作挑战。借助硬件在环的仿真，公司能够在车辆实际运行的硬件和软件上，对自动驾驶系统进行更大规模的测试。

丰田研究院高级研发公司TRI-AD和丰田研究院TRI也将NVIDIA DRIVE Constellation平台用于其仿真工作流程。这一端到端的仿真工具链将助力丰田将自动驾驶汽车推向市场。

仿真已经成为自动驾驶车辆开发过程中的强大工具，NVIDIA DRIVE Constellation平台将助力行业打造更安全的自动驾驶。

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