The High-Fidelity Simulator at BMW Group’s Driving Simulation Centre.

聚焦

2025年2月24日

走进由虚幻引擎驱动的全球最大汽车模拟中心

BMW Group

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汽车与运输

走进德国慕尼黑的宝马集团驾驶模拟中心,首先映入你眼帘的可能是一座悬挂在液压支架上的巨型黑白模拟舱。这座模拟舱看起来就像是一只巨大的漂浮机械水母,它就是高保真模拟器。

在这只“水母”内部,有一辆可以“驾驶”的正常尺寸汽车,它拥有极具真实感的转向、油门和刹车输入,能够模拟车辆在现实世界中的表现,且精度极高。驾驶员将驾驶这辆汽车,穿梭于使用虚幻引擎渲染的逼真虚拟世界中。

宝马集团极具未来感的模拟中心基于虚幻引擎搭建了14台不同的驾驶模拟器,而高保真模拟器只是其中之一。该中心是汽车行业技术最先进、规模最大的设施之一,占地面积达11400平方米。
 
在这里,形状和尺寸各异的所有模拟器都在汇集在同一个屋檐下,而宝马集团将在其中对车辆开发过程的各个阶段进行测试。 

宝马集团的驾驶模拟中心证明了一件事情,那就是这家德国汽车制造商已经全力投入驾驶模拟领域,而这背后有着充分的理由。与传统道路测试相比,模拟技术为汽车制造商带来了明显优势。 

从爆胎到天气灾害,各种危险和异常场景都可以在模拟器中以极高的安全性和细节程度重现。
 
A simulator at BMW Group’s Driving Simulation Centre.
Courtesy of BMW Group
尤其是在自动驾驶功能方面,德国汽车制造商必须能够模拟现实世界中很少出现,或由于风险太高而无法在现实世界中测试的交通场景,从而为客户开发出最安全、最优秀的产品。 

模拟实验室测试还可以根据需要,多次重现特定的驾驶场景,从而提高测试结果的有效性。 

同时,由于能够模拟开发过程中的每一个步骤(从显示和操作,到底盘微调,再到驾驶员辅助),需要实际制造的原型数量得到了减少,从而简化了整个开发周期。

真实世界的测试成本更高、耗时更长、风险更大,且后勤工作也更复杂。在模拟器中,团队拥有了可控、可重现的场景和环境,这在真实世界中是无法实现的。

宝马集团的工程师和客户都会参加模拟试驾,而测试则由控制室监控和评估。通过调整由虚幻引擎驱动的视觉效果(如天气、季节和当日时间),以及会改变驾驶感受的变量(如路面和轮胎类型),测试指挥员可以快速改变驾驶场景。
 
Photorealistic simulation at BMW Group’s Driving Simulation Centre.
Courtesy of BMW Group
获得的反馈信息使宝马集团能够在将新功能投入生产之前,评估其可能的接受度。这意味着汽车制造商无需猜测公众是否会喜欢新的更新:他们可以提前向公众展示新技术,并衡量是否继续推进。 

驾驶模拟中心对宝马集团的产品开发做出了巨大贡献。真实世界的测试需要专业的测试驾驶员,但在模拟中心,他们可以直接让普通客户参与测试(每天多达100次),并随时将反馈纳入开发过程。

广泛的汽车模拟能力

该中心的14台模拟器分别提供不同的功能和测试重点。 

高保真模拟器有效地在实验室中重现了道路。它的六根移动液压支架安装在占地400平方米的轨道和滑道系统上。 

当驾驶员在模拟舱中操作车辆时,模拟舱会立即做出反应并倾斜,营造出刹车和转弯的感觉。在加速方面,该系统可以产生0.65G的加速度,从而提供汽车换挡时的拉力感。

高保真模拟器可在对自动驾驶系统尤其具有挑战性的场景中(如密集的城市交通)测试汽车的驾驶性能。

在另一间实验室,高动态模拟器使工程师能够测试各种变化迅速的驾驶场景,例如紧急避让操作、全力制动和猛烈加速。 

该中心的其他模拟器种类繁多,从配备固定投影屏幕和小型运动系统的小型准备模拟器,到带有LED墙的大型模拟器,应有尽有。显示屏由多达15个图形节点驱动。

虚幻引擎在汽车模拟中的应用

该设施内所有14台模拟器的实时图形应用程序都是基于虚幻引擎开发的。

宝马集团驾驶模拟中心之所以选择虚幻引擎,是因为它具有开箱即用的功能,包括对使用nDisplay进行多集群渲染的支持、程序化内容生成(PCG)工具、对虚拟现实(VR)应用程序的支持,当然还有实时的逼真图形。

模拟器中的逼真度对于生成有效结果至关重要,而虚幻引擎的交互性能够帮助宝马集团以每秒120帧或更高的帧率运行所有模拟器。逼真度还有助于营造临场感和沉浸感,这对减少模拟器中的晕动症有很大帮助。

宝马集团使用虚幻引擎的PCG工具来模拟一系列真实世界环境,同时使用Megascans来为这些环境填充植被等资产,并使用Niagara对降雨、沙尘和其他天气模式进行体积模拟。

他们的工程师还利用广泛的MetaHuman库,为虚拟世界填充行走或骑自行车的交互式人类等。

宝马集团通过将其模拟专业知识与一流的实时渲染技术相结合,这家汽车制造商正在快速实现高效、实惠的汽车测试,并享受由此带来的所有商业利益。
 

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