Visualizando o futuro autônomo da BMW

A BMW utiliza o Unity em todo o seu ciclo de vida automotivo para uma variedade de casos de uso, desde a transformação de processos de produção com RA e VR até a comercialização de seus veículos de maneiras inovadoras. Vamos explorar uma das aplicações mais inovadoras da tecnologia 3D em tempo real da BMW, tornando mais fácil navegar pela complexidade da direção autônoma (DA) e desafiar sua função de DA em milhões de cenários simulados.

O BMW Group – lar das marcas BMW, MINI, Rolls-Royce e BMW Motorrad – vem trabalhando em direção altamente automatizada (DA) desde 2006. Nos próximos anos, a empresa espera oferecer aos motoristas uma oportunidade inovadora: comprar um veículo que eles quase nunca precisarão dirigir.

O BMW Group tem como meta vender carros com automação de Nível 3 para sistemas de assistência ao motorista, direção em rodovias e estacionamento nos próximos anos. (O nível 3 do SAE é definido como automação de direção condicional com alguma intervenção humana necessária.)

Apenas 5% de todas as milhas de teste da BMW serão percorridas por veículos reais (crédito do vídeo: BMW).

Em todo o mundo, uma frota de veículos de teste do BMW Group testará essa tecnologia sob pressão. Como essa frota não consegue reunir todos os dados necessários para o desenvolvimento do AD, quase 95% de todas as milhas de teste da BMW são percorridas por veículos virtuais em mundos virtuais.

Essas simulações ocorrem no Campus de Direção Autônoma da BMW em Unterschleissheim, Alemanha, ao norte de Munique. Nicholas Dunning, desenvolvedor de simulação gráfica no BMW Group, faz parte da equipe principal de desenvolvimento de 12 pessoas que criou ferramentas personalizadas com Unity para ajudar os 1.800 desenvolvedores de AD no campus da BMW a visualizar e desenvolver seu trabalho.

“Na BMW, acreditamos que a simulação é fundamental para o desenvolvimento da direção autônoma”, diz Dunning. “A Unity desempenha um papel fundamental em ajudar nossa equipe a criar, visualizar e avaliar os milhões de viagens virtuais necessárias para nos ajudar a atingir nossas ambições de AD.”

Com a grande maioria dos testes ocorrendo no data center personalizado da BMW para desenvolvimento de AD, a BMW precisava oferecer aos seus desenvolvedores de AD uma maneira fácil de:

1. Visualize os dados brutos das simulações de uma forma imediatamente compreensível e realista, além de gráficos e tabelas

2. Avalie o estado atual das funções de AD em inúmeros cenários simulados.

Aproveitando a extensibilidade do Unity, a equipe de Dunning desenvolveu uma solução personalizada baseada no Unity para atender a essas necessidades. Vamos mergulhar na maneira única como eles estão usando o Unity para ajudar o BMW Group a levar um sistema de AD seguro e confiável para as ruas dentro do prazo.

A BMW usou o Unity para desenvolver um editor de cenários gráficos que simplifica muito o processo de teste e validação de recursos em desenvolvimento. A interface facilita para os desenvolvedores do AD visualizar e configurar milhares de cenários simulados que aumentam a maturidade e a prontidão dos recursos.

Aqui está uma amostra de vários elementos que eles podem parametrizar no editor de cenários para testar recursos em simulação:

• Quantidade e tipo de veículos de trânsito (carro, ônibus, etc.)
• Pedestres
• Sinais de trânsito (solo ou montados)
• Faixas (retas, curvas, etc.)
• Limites de faixa (nenhum, sólido simples, sólido duplo, tracejado, etc.)
• Condições ambientais (hora do dia, densidade do nevoeiro, nível de precipitação)
• Planejamento da trajetória do veículo

Além dos cenários gerados manualmente pelos desenvolvedores da BMW, os cenários também são extraídos de cenas de tráfego gravadas pela frota de testes. Esses dados são pós-processados e convertidos automaticamente em cenários de simulação. Uma etapa analítica adicional identifica cenários que seriam interessantes para desenvolver e variá-los.

O vídeo abaixo mostra um cenário real de um veículo entrando em uma rodovia na Alemanha, bem como o cenário convertido na simulação. Por ter sido identificado como um cenário interessante, ele sofre variações. Nesse caso, essas variações testam a capacidade do veículo de manter uma distância segura do carro de corte em várias condições climáticas, incluindo chuva, posição baixa do sol e neblina.

Um cenário simulado convertido de testes de frota é variado de acordo com as condições climáticas.

Usar o Unity como um front-end de visualização para testes simulados é altamente benéfico para os desenvolvedores de AD da BMW. Com 3D em tempo real, eles têm controle total sobre como interagem com essa realidade digital imersiva.

Conforme mostrado no vídeo abaixo, eles podem experimentar uma mudança conectada e em tempo real no ponto de vista ao alterar sua perspectiva do veículo ou de qualquer outro objeto dentro da cena virtual. Eles podem dar zoom para uma inspeção mais detalhada ou recuar para ter uma noção de escala, facilitando a obtenção de uma compreensão holística de tudo o que acontece no cenário simulado.

O Unity permite que os desenvolvedores de AD da BMW explorem o cenário simulado de qualquer ponto de vista. Este cenário mostra um veículo cercado por objetos desconhecidos (visualizados como blocos roxos) para ajudar a avaliar a capacidade da função AD de operar com uma mistura de dados conhecidos e desconhecidos.

Inicialmente, a BMW construiu ambientes altamente detalhados e realistas, mas com o tempo descobriu que mudar para um estilo de visualização mais abstrato e renderizar apenas componentes-chave (por exemplo, estradas, veículos) ajudou a eliminar o ruído de dados e permitiu que os desenvolvedores de AD se concentrassem melhor nos resultados de cada simulação.

Os desenvolvedores de AD da BMW não só podem criar rapidamente cenários para testes, mas também obter feedback visual imediato sobre a prontidão de sua função de AD. Eles podem literalmente ver o desempenho do veículo durante o teste em tempo real 3D, em vez de ter que analisar dados em tabelas e gráficos 2D.

Os dados de visualização e avaliação (canto inferior direito) são exibidos e sincronizados em tempo real, facilitando para os desenvolvedores analisar os resultados em contexto.

À medida que a BMW continua seu progresso em suas ambições de AD, Dunning e sua equipe esperam eventualmente estender sua solução baseada em Unity além de seu público principal de desenvolvedores de AD. A equipe vê um enorme potencial na colaboração com seus colegas responsáveis pelos testes no carro para garantir que os veículos de pré-produção Nível 3 tenham o desempenho prometido antes de entrarem em produção total.

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Leiaa segunda parte, onde compartilhamos como a BMW está usando o Unity para superar os desafios diários do desenvolvimento de AD.

Confira a Unity Industrial Collection ou saiba mais sobre como o Unity é usado para simulação de AD em nosso whitepaper: As 5 principais maneiras pelas quais o 3D em tempo real está revolucionando o ciclo de vida dos produtos automotivos.