在汽车行业，使用模拟场景进行测试是一种行之有效的做法。然而，过去用于训练 ABS 制动系统等的场景并不能满足自动驾驶车辆训练的需要。从根本上说，自动驾驶汽车需要经过训练才能像人类一样行动，这需要高度复杂的模拟。
自动驾驶汽车模拟训练的一个关键部分是模拟环境。工程团队正在使用实时三维渲染平台 Unity 高效地创建用于自动驾驶汽车培训的仿真环境，这些环境具有丰富的感知和物理复杂性，提供引人注目的认知挑战，并支持动态多代理交互。
本文提供的概述非常有用，介绍了什么是模拟环境，以及Unity如何用于创建无人驾驶车辆训练环境。
就像人类一样，无人驾驶车辆需要有“大脑”：这是一个自主系统，包括四个关键部分：
控制：控制： 该部分负责汽车需要做的动作，如刹车、加速和转向等。
计划计划： 计划部分关注车辆如何进行导航、超车和避开障碍物等。
感知：这包括汽车如何获取现实世界的信息。信息可通过传感器组合收集，例如
- 计算机视觉（如果使用摄像机）
- LiDAR（光探测和测距）传感器
- 雷达
最后，通过一个被称为传感器融合的过程，将采用上述方法收集的信息进行整理，并组合为汽车能真正理解的内容。
协调：这一部分与规划部分相关，因为它涉及汽车在遇到其他智能汽车时的行为方式。它需要与其他车辆和基础设施进行通信，其中的例子包括
- 编队：汽车如何在高速公路上互相紧紧跟随在一起，形成一种列车，通过减少空气阻力等方式优化燃料使用。
- 融合与十字路口：汽车如何共同适应交通流量。
- 群集：促使上述协调的概念。
如何收集所需的所有数据？机器学习是自动驾驶汽车的核心，也是一个非常需要数据的系统。训练自动驾驶汽车需要大量数据。如何做到既经济又准确？
汽车如何理解这些数据？仅仅收集数据是不够的，还必须确保汽车能够理解这些数据--它不能仅仅看到一个物体，还必须理解这个物体是树、路还是人等等。
如何对数据进行排序和结构化？自动驾驶汽车必须理解每一项数据，而这一过程如果由人来完成，不仅成本高昂，而且容易出错。如果能自动完成，就能更快更安全地获得所需的算法。
如何准备车辆以应对不可避免的意外情况？完全从现实世界中收集的数据只能让自动驾驶汽车做好准备，以应对它已经看到的外部环境。
丰富而复杂的模拟环境让工程团队能够对数据的生成进行控制，并最终训练出一个应对所有场景的无人驾驶车辆系统，包括不可预见场景和边缘情况。
要训练自动驾驶汽车系统，就需要创造一个与真实汽车在道路上看到的环境尽可能接近的环境。模拟环境的关键部分包括
车辆动态：汽车的物理行为，例如与沥青的摩擦。
环境这部分包括三个子类别：
- 静态元素，如道路、树木及红灯信号等。
- 动态元素，例如行人或其他车辆，可提供您场景中的变量，并允许您创建可用于验证或收集车辆数据的场景。
- 可以应用于给定场景的参数以重新创建不同的场景，如时间日期及不同的天气条件等。
这些不同环境因素的结合，使得您能够生成现实中极少遇到的边缘情况。
传感器型号自动驾驶系统需要通过传感器模型（如激光雷达传感器、摄像头或雷达）接收模拟场景。它必须在物理上精确到这样一个程度，即依赖于这些信息的算法在合成环境中的表现与在现实中的表现一样好。
设计模拟环境需要的功能和工具组与创建其他类型的丰富交互式内容所需相同，包括光照和物理、粒子和天气系统、动画、机器学习等。
Unity 是全球领先的实时 3D 渲染平台，适用于游戏和其他互动内容开发。这是一个久经考验、功能齐全的平台，为数以百万计的多平台游戏和应用程序提供支持。它还具有资产商店（详情见下文）及其庞大的跨行业开发者和创作者社区的独特优势。
脚本灵活性团队可以利用强大的C# 脚本系统和全面的 API 使 Unity 适应他们的工作流程。可以购买源代码访问权以进行底层 C++ 开发。
速度Unity 编辑器直观的用户界面使快速制作原型成为可能。在编辑器的 "播放 "模式下，您可以播放和预览应用程序的最终版本。您可以暂停场景，更改数值、资产、脚本和其他属性，并立即看到结果。您还可以逐帧查看项目，方便调试。
丰富的互动性Unity 提供了功能强大、文档齐全的应用程序接口（API），可访问其全部系统，包括物理、渲染、动画和通信，从而实现丰富的交互模型和与其他系统的集成。
高端图形Scriptable Render Pipeline（可脚本渲染管道）或 SRP 使您可以用 C#编写渲染循环的核心代码，从而让您可以更灵活地自定义场景的绘制方式，使其与您的内容相匹配。
有两种 SRP 可供选择： 高清渲染管道（HDRP）可在高性能硬件上提供世界一流的视觉质量，而通用渲染管道（URP）则可在为移动设备扩展时保持响应性能。
支持VR和AR（还可部署到其他 25 个平台）。Unity 由于支持的平台非常广泛，被AAA游戏工作室、顶级创意机构、电影工作室以及汽车、空间和其他行业的研究团队用以创建沉浸式应用。
高级艺术家和设计师工具Unity 包括 3D 场景设计工具、故事和电影制作、灯光和特效、音频系统以及强大的dopesheet 动画 系统。
机器学习和人工智能能力：功能：Unity可以让机器学习研究者使用Unity研究复杂的行为，并为交互式内容开发者提供最新的机器学习技术以开发智能代理。
Asset Store通过资产商店，您可以访问最大的现成资产和生产力工具市场，包括用于创建环境的大量选择，从而节省开发时间。
宝马集团使用 Unity 开发了一款图形化场景编辑器，大大简化了测试和验证开发中的自动驾驶 (AD) 功能的流程。通过该界面，AD 开发人员可以轻松地可视化和设置成千上万的模拟场景，从而提高功能的成熟度和就绪度。
在宝马的所有自动驾驶测试里程中，有近 95% 是由虚拟世界中的虚拟车辆驾驶的。
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