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Unity SystemGraph でセンサーやメカトロニクスシステムのエミュレーションを行う

2021年12月7日 カテゴリ: 製造業 | 6 分 で読めます
Automotive simulation of a car driving built with Unity SystemGraph
Automotive simulation of a car driving built with Unity SystemGraph
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Unity SystemGraph は、LiDAR センサーやカメラなどのコンポーネント(要素部品とそれらの組み合わせ)​​からなるシステムを Unity で表現する、新しいグラフベースのオーサリングツールです。ロボットやエンジニアリングに取り組むチームが、実際のハードウェアに触れることなくより簡単にシステムを試作し、その動作をテスト・分析し、最適な設計判断を下すことができるようになりました。

自動車や製造業など、シミュレーションに Unity を使用している顧客の、画期的な成果を目指す取り組みをよりよくサポートするために、システム開発やシミュレーションのワークフローを改善する新製品 Unity SystemGraph を発表します。

メカトロニクスシステムの表現でこれまで慣れ親しんだ経験とワークフローを持ち込むことが、これらの領域を改善するための最大のチャンスです。私たちはメカトロニクスチームを結成し、その架け橋となるためには、工業現場でシステムを表現するために使われている方法を Unity に導入することが最適だと考えました。顧客から最も緊急性の高いニーズとして寄せられたのは、LiDAR やカメラなどのセンサーを正確にエミュレーションしたいというものでした。これは、Unity で継続的に取り組んでいるロボティクスシミュレーションコンピュータービジョンによくマッチするニーズです。

Unity SystemGraph の紹介

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Unity SystemGraph は、システムをコンポーネントによって表現する、新しいグラフベースのオーサリングツールです。これは、現実世界のシステムを直接モデリングし、現実世界のコンポーネントとバーチャルコンポーネントを直接マッピングすることを目的としています。ゲームオブジェクトに簡単にバインドすることができ、新しく手にしたシステムの機能のエミュレーションを、Unity が提供する強力なビジュアライゼーションツールやインタラクションツールに接続する機能が追加されています。

Unity SystemGraph には、LiDAR やカメラの正確で高性能なエミュレーションを簡単に作成するためのライブラリである SensorSDK も含まれており、すぐに使えるサンプルセットで開発を大幅にスピードアップすることができます。ニーズに応じて簡単に組み立てることができるよう、インターフェースが明確に定義されたノードのセットで構成されています。SensorSDK は、リアルタイムレイトレーシングのパワーを活用し、センサーの物理的表現を高速かつ正確に得ることができます。レーザーに含まれる非可視光と環境とのリアルな相互作用をサポートするマルチスペクトラム素材を提供しています。また、非 DXR(Direct X Raytracing) ベースのセンサー物理も追加されており、Unity のマルチプラットフォーム対応能力をフルに活用することができます。

より良いワークフローの実現

Unity SystemGraph では、複数のシステムからなるシステムや、複数のサブシステムなど、複数のレベルのシステムコンポーネントを表現することができます。電子システムを Unity でモデリングする際に、電子システムに存在する多種多様な論理コンポーネントを制御・調整するための複雑なスクリプトを記述する必要がありません。

非常に高い周波数でのシステムコンポーネントの動作を、ほとんどコードを使わずにエミュレーションすることができます。また、コンポーネント間の通信や制御の実行などを可視化することで、直感的なデバッグが可能です。

技術のある顧客は、多くの場合センサーモデルを Unity で実装していますが、DXR を活用することで以下のようなメリットがあります。

  • ビーム拡散角など、実環境における特性のエミュレーション
  • 詳細な補間やサンプリングを必要としない、パラメーター化されたビーム分布
  • DXR を使ったシーンのサンプリングを行うことで、カメラを使うアプローチと比較して高速なサンプリングを実現。特に同じ加速度の構造を再利用できる、複数のセンサーを使うケースで高速化が顕著
  • 標準的なゲーミング PC で複数(10 個以上)の高精度センサーを同一シーンで動作させることが可能

パートナーからの素早いサポート

パートナーである Ouster 社や Velodyne 社の協力を得て検証を済ませ、すぐに使える状態で提供されるセンサーを使えば、顧客は Unity プロジェクトにセンサーを組み込むまでの手順を迅速に行うことができます。

これらの大手 LiDAR ソリューションプロバイダーとの初期的なテストでは、LiDAR のデータによる現実世界での出力とほとんど機能的に変わらないエミュレーションを Unity で実現しました。

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Ouster Studio software displaying emulated sensor data
エミュレーションされたセンサーデータを表示する Ouster Studio ソフトウェア

詳しくは、Velodyne 社がゲスト執筆したこちらのブログや、Ouster 社のこちらのインタビュー(英語)をご覧ください。

Unity SystemGraph の活用事例

Unity SystemGraph を早期に導入した顧客が手にしたメリットをご紹介します。

ボルボ・カーズ社:自律走行テスト

ベータ版の顧客であるボルボ・カーズ社は、自律走行に使う知覚ソフトウェアのテストに Unity SystemGraph を使用して、高精度センサーのモデリングを行いました。

「ボルボ・カーズでは、Unity の最先端技術を様々な分野で活用しています。Unity SystemGraph は柔軟で便利な開発ツールであり、私たちのシミュレーション作業にうまく適合し、ソフトウェアテストの効率を大きく向上させてくれます。」

- Joachim de Verdier、Safe Vehicle Automation 部門責任者、ボルボ・カーズ社

Amentum:安全とセキュリティ

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世界的な技術・エンジニアリングサービス企業である Amentum 社は、Unity の協力のもと、デモプロジェクトで Unity SystemGraph を使用しました。このプロジェクトでは、製造施設のセキュリティ向上を目的として、倉庫内を移動する脅威を検知するためのカメラと LiDAR センサーを設置した際、その最適な設置場所の決定にシミュレーションとセンサーフュージョンを用いています。詳細はこちらの記事(英語)で紹介されてしています。

今すぐ手に入れる

Unity SystemGraph と SensorSDK は、Unity Industrial Collection の一部として提供されています。30 日間の無料トライアルが利用可能です。また、今すぐオンラインでご購入いただくことも可能です。まず詳細を知りたい方は Unity の営業担当者までお問い合わせください。

2021年12月7日 カテゴリ: 製造業 | 6 分 で読めます