Cortesia da dSPACE GmbH

A dSPACE lidera os avanços de testes de veículos autônomos

10 de novembro de 2022
Os veículos autônomos (VAs) não são mais um sonho do futuro. Segundo a Social Tables, há mais de 1.400 veículos autônomos rodando apenas nas estradas dos Estados Unidos, e espera-se que esse número cresça exponencialmente no mundo inteiro nos próximos anos. 

Por isso a dSPACE, líder em desenvolvimento e implementação de tecnologias de teste para VAs, criou a AURELION, uma solução voltada para a simulação com sensores realistas. A AURELION permite a integração de visualização impecável e sensores avançados no processo de desenvolver e validar as funções de direção autônoma.

A dSPACE utiliza a Unreal Engine para desenvolver elementos visuais realistas, simulando com precisão os ambientes de direção, e para modelar os veículos e sensores para a AURELION. 
Cortesia da dSPACE GmbH
Holger Krumm, gerente estratégico de produtos na empresa, explica que, embora seja possível testar o assistente de mudança de faixa ou os recursos de piloto automático adaptativo em veículos comuns e em estradas de verdade, a execução de testes em veículos autônomos é muito mais complexa. 

"Quando citamos a complexidade dos cenários envolvendo veículos autônomos, queremos dizer que, quando temos um carro que realiza manobras por conta própria, é necessário fazer testes de milhões de quilômetros nas estradas", ele afirma. "Não dá para fazer isso manualmente. Portanto, fazemos em estradas virtuais. Isso é algo que estamos conseguindo fazer aqui com a AURELION e a Unreal Engine."

Há mais um motivo para o teste em estradas reais ser descartado: segurança. "É preciso imaginar e fazer testes em relação a diferentes cenários e manobras de direção críticas", diz Caius Seiger, gerente de produto em simulação sensorial na dSPACE. "Normalmente, é possível fazer testes com test drives de verdade em uma estrada que também seja de verdade. Mas, é claro, seria algo perigoso de se realizar com veículos autônomos. Essa é a razão de termos concebido a AURELION. Queremos criar dados sensoriais sintéticos para câmera, tecnologias de radar e de detecção de luz, conhecida como LiDAR, considerando todas as situações possíveis para testar facilmente algoritmos antes de os veículos pegarem a estrada."
Cortesia da dSPACE GmbH
O realismo é essencial para testar VAs em simulação, explica Seiger. "É preciso se aproximar ao máximo da realidade, pois, ao fornecer dados fantasiosos para um algoritmo, é impossível saber como ele se comportará no mundo real", diz ele. "Você precisa garantir que o algoritmo e a unidade de controle vão se comportar bem no mundo real, assim como na simulação."

A dSPACE tem simulado dinâmicas automotivas e dados de trânsito há bastante tempo, mas foi quando um cliente solicitou uma visualização do processo que a empresa passou a explorar maneiras de dar vida às simulações. Após notar o grande mercado em potencial por trás dessa solicitação inicial, a dSPACE concebeu o Motion Desk, uma solução com base em OpenSceneGraph, e começou a integrar radar e LiDAR nele. Contudo, o mercado precisava de uma qualidade visual maior do que a solução permitia. 
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"A gente poderia fazer tudo com OpenSceneGraph, mas levaria anos de desenvolvimento para conseguir um nível superior de qualidade visual", diz Seiger. "Decidimos usar a Unreal Engine para avançar com o framework e conseguir chegar a uma qualidade visual incrível."

Na visão de Seiger, os recursos da Unreal Engine responsáveis por torná-la a escolha da dSPACE para a AURELION foram o Unreal Editor, que é o ambiente de desenvolvimento e criação integrado da engine, e a disponibilidade do código-fonte.
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"É muito fácil ter conteúdo em 3D na Unreal Engine com o Unreal Editor. Há muitas funcionalidades", ele alega. "Outro recurso-chave para nós é o código aberto da Unreal Engine. Às vezes, a gente precisava alterar o código-fonte para atender às exigências do mercado. Tivemos que fazer isso para as tecnologias de radar e LiDAR e, depois de alterar algumas linhas de código, foi possível cumprir as necessidades do mercado e fornecer uma solução funcional."

"A quantidade imensa de recursos da biblioteca que podem ser usados no ambiente é revolucionária", informa Krumm. "Tem muita contribuição do mercado. Ao pensar em construir um mundo virtual, não se pode fazer tudo sem ajuda. Temos vários modeladores, mas também nos comunicamos com empresas que possuem itens para importar. A interface nos permite inserir com facilidade os recursos externos em nosso ambiente e, então, ver como eles se comportam em termos de tempo de execução do aplicativo."
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Seiger afirma que a AURELION é o melhor produto no mercado graças à sua capacidade de validação. "Usar dados sensoriais sintéticos ainda é um processo novo para nossos clientes", diz ele. "Dizer que temos os melhores modelos é errado. É necessário validá-los. É necessário comparar os dados simulados aos dados do mundo real. Isso tem de ser feito em diferentes cenários e parâmetros, como neve, chuva e névoa. Estamos provando ser possível usar os modelos com esses parâmetros distintos. Nosso ecossistema, combinado com a validação, é um dos principais atrativos comerciais da AURELION." 
Krumm cita os benefícios da abordagem completa da AURELION. "Fornecemos uma solução completa, com a AURELION dando ao cliente uma boa impressão e conhecimento de que pode contar com os melhores modelos de sensor de radar, LiDAR, câmera e tecnologia ultrassônica", diz ele. "Você pode testar o processo de desenvolvimento de VA do início, com simulação virtual, até chegar ao hardware, com o código rodando em um carro protótipo que pode ser dirigido em uma estrada."

Atualmente, a dSPACE está atualizando a AURELION para a Unreal Engine 5 e implementando novas ferramentas para dar suporte aos clientes. Isso inclui um plugin já planejado da dSPACE para Unreal Engine que permitirá aos clientes importarem formatos como OpenDRIVE, o padrão para descrever redes de estradas, e construírem ambientes no Unreal Editor, por fim carregando tudo na AURELION. 

"Eu acho que encontramos a melhor solução para o mercado com a Unreal Engine", afirma Seiger. "Se tivéssemos permanecido com o OpenSceneGraph, por exemplo, no lugar da Unreal Engine, ainda estaríamos resolvendo problemas de iluminação e outros detalhes, e a AURELION não existiria hoje." 

Nas próximas décadas, os veículos autônomos se tornarão cada vez mais comuns nas ruas ao redor do mundo, e a dSPACE pretende liderar o treino simulado de VAs. Saiba mais sobre a simulação com sensores realistas e a visualização de ponta no desenvolvimento e validação de funções de direção na página de Simulação da Unreal Engine.

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