丰田和Applied Intuition运用Unity进行自动驾驶中的程序化生成

Original Applied Unity官方平台 2022-05-07

Applied Intuition正致力于构建一套软件基础架构，用于在安全环境下大规模开发、测试和部署自动驾驶汽车。Applied Intuition的可拓展集成开发环境能够让客户模拟自己技术栈的每一个组件。

Applied Intuition开发的大部分内容是比较传统的模拟功能，例如：自动驾驶汽车软件栈中的动作规划、操控和感知模块，此外该团队也构建了大规模的模拟环境。

Applied Intuition团队创建了一种程序化自动生成环境的管线，可以扩展到不同的案例。如果需要环境可以快速生成和修改，程序化生成功能是独一无二的选择。

在Applied Intuition与Toyota Research Institute - Advanced Development（简称TRI-AD）UX团队的合作中，使用了这种程序化生成方法，为2019东京车展上Lexus LF30车型的虚拟现实体验创建了逼真的环境。

程序化环境：TRI-AD UX团队制作的驾驶演示中的起点位置

目标

Applied Intuition和丰田TRI-AD的UX团队的目标是开发一套能够快速迭代的用户体验框架，在VR中测试车辆的使用界面UI。该框架被设计为能够与带有六个自由度的铰链测试场景协同运作，该场景和Lexus LF30一起在2019东京车展上展示。

Lexus LF30车型

程序化环境生成由于其快速可调整的能力，在实现最佳用户体验时，发挥了关键的作用。

驾驶体验

该环境基于西班牙巴塞罗那的实景构建，经过了多次迭代，从而给用户提供车内的舒适感。完整的模拟过程需要在每秒90帧的状态下运行，包括：汽车骨架、环境渲染、车内自定义UI和其它功能。该环境在设计时模仿了Lexus LF30宣传片中的巴塞罗那背景环境。

Applied Intuition实现了环境的可配置化，从而可以不断地修改和更新车道。这样可以调整驾驶时的路线复杂度，为驾驶员提供更高的舒适度，同时根据图像效果和性能管理，优化驾驶员的视线。

该工具集还可以改动较小的环境元素，例如：植被和岩石的密度。创建全新车道只需要3分钟左右的时间进行计算和导入，从而可以极大地加速迭代周期。

技术介绍

整个项目是在Unity中构建的，项目中的资源会通过程序化功能进行放置，从而确保整个世界环境可以在展示前随时更改。程序化放置过程使用Houdini及Houdini引擎完成。

Unity中的Houdini引擎控制面板

Houdini引擎可以高效地放置实例，Applied Intuition加入了多个控制功能，可以在引擎中实时调整实例数量，并提供了更改朝向和随机微小级分布等属性的工具。

拥有如此高可调整性意味着，车道的不同部分可以实时根据性能进行调整，不必在Houdini和Unity之间来回切换。在保持性能的同时，还能够在出现性能限制的部分，提高驾驶体验的图像质量。

程序化场景可以控制各种属性，例如：地形高度、道路路面（该属性会局部地影响地形高度）、道路弯度、路基等。

下面是两条不同测试道路的示例，注意道路两边的红色网格着色效果的区别。我们可以通过简单地修改输入曲线，来改变驾驶场景的复杂度。

上部图片为驾驶线路设计的迭代过程，下部图片为制作出的最终产品

驾驶体验在一个观景点结束，Applied Intuition通过反复移动和调整观景点，实现了最佳的视角和用户体验。

驾驶体验最后的观景点

小结

TRI-AD的UX团队和Lexus推出的驾驶演示大受欢迎，Lexus LF30 Electrified概念车型的车内环境成为了2019东京车展上的讨论焦点，Applied Intuition非常荣幸参与这项体验的开发，也非常感谢TRI-AD的UX团队带来了这次难以忘怀的体验。

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