Visualisierung der selbstfahrenden Zukunft von BMW

BMW setzt Unity im gesamten automobilen Lebenszyklus für eine Vielzahl von Anwendungsfällen ein, von der Transformation von Produktionsprozessen mit AR und VR bis hin zur Vermarktung seiner Fahrzeuge auf bahnbrechende Weise. Lassen Sie uns eine der innovativsten Anwendungen der 3D-Echtzeittechnologie von BMW erkunden, die es einfacher macht, die Komplexität des autonomen Fahrens (AD) zu beherrschen und seine AD-Funktion in Millionen von simulierten Szenarien zu testen.

Die BMW Group, zu der die Marken BMW, MINI, Rolls-Royce und BMW Motorrad gehören, arbeitet seit 2006 am hochautomatisierten Fahren (AD). In den kommenden Jahren hofft das Unternehmen, Autofahrern eine bahnbrechende Möglichkeit zu bieten - ein Fahrzeug zu kaufen, das sie fast nie selbst fahren müssen.

Die BMW Group will in den kommenden Jahren Fahrzeuge mit Level-3-Automatisierung für Fahrerassistenzsysteme, Autobahnfahren und Parken verkaufen. (SAE Level 3 ist definiert als bedingte Fahrautomatisierung, die einen gewissen menschlichen Eingriff erfordert).

Nur 5 % aller Testkilometer von BMW werden von echten Fahrzeugen zurückgelegt (siehe Video): BMW).

Weltweit wird eine Flotte von Testfahrzeugen der BMW Group dieses Technologie auf Herz und Nieren erproben. Da mit dieser Flotte nicht alle für die AD-Entwicklung erforderlichen Daten gesammelt werden können, werden fast 95 % aller Testkilometer von BMW mit virtuellen Fahrzeugen in virtuellen Welten zurückgelegt.

Diese Simulationen finden auf dem BMW Autonomous Driving Campus in Unterschleißheim, nördlich von München, statt. Nicholas Dunning, ein Entwickler für grafische Simulationen bei der BMW Group, ist Teil des 12-köpfigen Entwicklerteams, das mit Unity maßgeschneiderte Tools entwickelt hat, um die 1.800 AD-Entwickler auf dem BMW-Campus bei der Visualisierung und Weiterentwicklung ihrer Arbeit zu unterstützen.

"Bei BMW glauben wir, dass die Simulation der Schlüssel zur Entwicklung des autonomen Fahrens ist", sagt Dunning. "Unity spielt eine zentrale Rolle dabei, unser Team bei der Erstellung, Visualisierung und Auswertung der Millionen von virtuellen Fahrten zu unterstützen, die wir benötigen, um unsere Werbeziele zu erreichen."

Da der überwiegende Teil der Tests im BMW-eigenen Rechenzentrum für die AD-Entwicklung stattfindet, musste BMW seinen AD-Entwicklern eine einfache Möglichkeit bieten, diese zu nutzen:

1. Visualisierung der Rohdaten aus Simulationen in einer sofort verständlichen, lebensnahen Art und Weise, die über Diagramme und Tabellen hinausgeht

2. Bewerten Sie den aktuellen Stand ihrer AD-Funktionen in unzähligen simulierten Szenarien.

Unter Ausnutzung der Erweiterbarkeit von Unity entwickelte das Team von Dunning eine maßgeschneiderte, auf Unity basierende Lösung, um diese Anforderungen zu erfüllen. Lassen Sie uns einen Blick auf die einzigartige Art und Weise werfen, wie Unity der BMW Group hilft, ein sicheres, zuverlässiges AD-System termingerecht auf die Straße zu bringen.

BMW hat mit Unity einen grafischen Szenario-Editor entwickelt, der das Testen und Validieren von Funktionen in der Entwicklung erheblich vereinfacht. Die Schnittstelle macht es AD-Entwicklern leicht, Tausende von simulierten Szenarien zu visualisieren und einzurichten, die den Reifegrad und die Einsatzbereitschaft von Funktionen erhöhen.

Hier eine Auswahl verschiedener Elemente, die sie im Szenario-Editor parametrisieren können, um die Funktionen in der Simulation zu testen:

• Anzahl und Art der Verkehrsmittel (Auto, Bus usw.)
• Fußgänger
• Verkehrsschilder (am Boden oder montiert)
• Fahrspuren (gerade, gebogen, usw.)
• Fahrspurbegrenzungen (keine, einfach durchgezogen, doppelt durchgezogen, gestrichelt, usw.)
• Umweltbedingungen (Tageszeit, Nebeldichte, Niederschlagsmenge)
• Flugbahnplanung für Fahrzeuge

Zusätzlich zu den manuell erzeugten Szenarien der BMW-Entwickler werden auch weitere Szenarien aus Verkehrssituationen extrahiert, welche von der Testflotte aufgezeichnet wurden. Diese Daten werden nachbearbeitet und automatisch in Simulationsszenarien umgewandelt. In einem weiteren Analyseschritt werden Szenarien ermittelt, die für die Entwicklung interessant wären, und diese variiert.

Das folgende Video zeigt ein reales Szenario eines Auffahrunfalls auf einer Autobahn in Deutschland sowie das in der Simulation umgesetzte Szenario. Da dies als ein interessantes Szenario erkannt wurde, wird es variiert. In diesem Fall wird die Fähigkeit des Fahrzeugs getestet, bei verschiedenen Witterungsbedingungen wie Regen, tief stehender Sonne und Nebel einen sicheren Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten.

Ein simuliertes Szenario, das aus Flottentests umgewandelt wurde, wird unter verschiedenen Wetterbedingungen variiert.

Der Einsatz von Unity als Visualisierungs-Frontend für simulierte Tests ist für die AD-Entwickler von BMW von großem Nutzen. Mit 3D in Echtzeit haben sie die volle Kontrolle darüber, wie sie mit dieser immersiven digitalen Realität interagieren.

Wie im untenstehenden Video zu sehen ist, können sie in Echtzeit einen zusammenhängenden Wechsel des Blickwinkels erleben, wenn sie ihre Perspektive auf das Fahrzeug oder ein anderes Objekt innerhalb der virtuellen Szene ändern. Sie können für eine genauere Inspektion heranzoomen oder sich zurückbewegen, um ein Gefühl für den Maßstab zu bekommen, so dass es einfach ist, ein ganzheitliches Verständnis von allem zu bekommen, was in dem simulierten Szenario passiert.

Mit Unity können die AD-Entwickler von BMW das simulierte Szenario aus jedem beliebigen Blickwinkel erkunden. Dieses Szenario zeigt ein Fahrzeug, das von unbekannten Objekten umgeben ist (visualisiert als lila Blöcke), um die Fähigkeit der AD-Funktion zu bewerten, mit einer Mischung aus bekannten und unbekannten Daten zu arbeiten.

Anfangs baute BMW sehr detaillierte, realistische Umgebungen, stellte aber im Laufe der Zeit fest, dass die Umstellung auf einen abstrakteren Visualisierungsstil und die Darstellung nur der wichtigsten Komponenten (z. B. Straße, Fahrzeuge) dazu beitrug, Datenrauschen zu beseitigen, und es den AD-Entwicklern ermöglichte, sich besser auf die Ergebnisse der einzelnen Simulationen zu konzentrieren.

Die AD-Entwickler von BMW können nicht nur schnell Szenarien für Tests erstellen, sondern erhalten auch sofortiges visuelles Feedback über die Bereitschaft ihrer AD-Funktion. Sie können buchstäblich sehen, wie sich das Fahrzeug während des Tests in 3D in Echtzeit verhält, anstatt Daten in 2D-Diagrammen und -Grafiken durchgehen zu müssen.

Die Visualisierung und die Auswertungsdaten (rechte untere Ecke) werden in Echtzeit angezeigt und synchronisiert, so dass die Entwickler die Ergebnisse leicht im Kontext analysieren können.

Während BMW seine AD-Ambitionen weiter vorantreibt, hoffen Dunning und sein Team, ihre auf Unity basierende Lösung schließlich über die Kernzielgruppe der AD-Entwickler hinaus auszuweiten. Das Team sieht ein enormes Potenzial in der Zusammenarbeit mit seinen Kollegen, die für die Tests im Fahrzeug verantwortlich sind, um sicherzustellen, dass die Vorserienfahrzeuge der Stufe 3 die versprochenen Leistungen erbringen, bevor sie in Serie gehen.

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Lesen Sie im zweiten Teil, wie BMW Unity einsetzt, um die täglichen Herausforderungen der Anzeigenentwicklung zu meistern.

Schauen Sie sich die Unity Industrial Collection an oder erfahren Sie in unserem Whitepaper mehr darüber, wie Unity für AD-Simulationen eingesetzt wird: Die 5 wichtigsten Möglichkeiten, wie 3D in Echtzeit den Produktlebenszyklus in der Automobilindustrie revolutioniert.