软硬一体化有助于实现算法调优，已成为当下智能科技产品的核心命脉。

针对汽车自动驾驶技术与产品开发面临的痛点与挑战性难题，PanoSim 推出了高精度、高端实时、软硬件一体化自动驾驶仿真实验台 PanoSim-xPilot。PanoSim-xPilot 可广泛支持汽车自动驾驶包括智能驾驶、智能网联、智能底盘、智能座舱等在内的技术研发与产品开发，及产业化所需的测试、验证与评价等。

“十四五”期间，智能网联汽车政策不断发力，中国智能网联汽车产业已进入黄金发展期。近日，工信部公开征求对《国家车联网产业标准体系建设指南（智能网联汽车）（2022年版）》（征求意见稿）的意见，以推动智能网联汽车产业高质量发展，加快建设汽车强国。

仿真测试是智能网联汽车的关键核心技术之一。为大幅降低自动驾驶产品开发和测试过程中的道路测试需求，以更安全、高效的实验室测试取代高风险、高成本的道路测试，深耕智能驾驶仿真领域十数年的PanoSim打造了一款高精度、高端实时自动驾驶仿真实验台——PanoSim-xPilot，为自动驾驶研发和测试提供安全、高效的全流程一体化解决方案。

一、自动驾驶仿真测试面对的挑战置信度&覆盖度

仿真测试技术要真正满足自动驾驶开发和测试需求，需要解决两大难题：仿真模型的置信度和场景模型的覆盖度。

仿真测试的意义在于，通过测试得到的数据来推动算法的更新和迭代，从而在虚拟的仿真层面解决实际的应用问题。若要实现业界普遍认可的目标：99.9%的仿真测试+0.09%封闭场地测试+0.01%道路测试，仿真模型必须满足精度和置信度要求，仿真结果必须是可信、可靠的。车辆动力学的精确建模是汽车自动驾驶仿真测试的重要基础和关键技术，但国内仿真软件却鲜有车辆动力学模型，更不用提精度和置信度啦。

汽车行驶环境十分复杂，且不可预测、难以复制、不可穷举。而自动驾驶算法没有人类的逻辑思维能力，只有对其进行尽可能多的场景测试和训练，自动驾驶算法才可能越来越接近人类驾驶员。这就要求仿真场景可以尽可能覆盖更多更广的极端案例。

此外，汽车技术和产品，特别是现代主动安全和智能行驶技术及其相关产品的研发涉及从概念设计与定义、系统设计与分解、软硬件设计与开发、系统集成、测试与验证等诸多技术环节，而不同研发阶段又有着不同的技术需求。传统的模拟仿真工具往往建立在不同的软件平台，仿真时序不同步、数据不兼容、用户界面不统一、数据处理不一致及仿真与测试和验证脱节等问题，不仅严重影响了开发效率，而且造成了系统维护的困难。

二、PanoSim-xPilot产品组成

PanoSim-xPilot采用高精度物理建模、高逼真环境渲染、高效率数值仿真等技术及虚实融合的数字孪生仿真理念，构建出反映真实物理世界复杂的 “人-车-路-环”系统强耦合特征的多物理体在环软硬一体化仿真实验平台。

PART 01 仿真实验中控台（PanoSim-RT）

用于构建仿真实验、配置仿真参数、调用仿真工具链等，由以下三部分组成：

--仿真工具链

• PanoExp：仿真实验构建与中控台运行

• WorldBuilder：仿真场地及场景构建软件工具

• VehicleBuilder：车辆及车辆动力学模型构建软件工具

• SensorBuilder：传感器模型参数配置与传感器安装软件工具

• TestBuilder：仿真实验自动化工具

• PlotBuilder：仿真数据后处理及绘图软件工具

--仿真场景库

• 丰富的高速公路、城市工况、停车场等场景库

• 法律法规、标准规范等测试场景库

• 道路及路面路网模型、高精地图导入

• 天气（雨、雪、雾、霾）及光照模型

• 异常交通流和干扰交通流模型

• 数百亩测试场和大型城市场地、数百种各类交通参与物

--算法开发平台

• 支持与Matlab/Simulink的无缝协同与联合仿真

• 支持C/C++、Python算法开发环境

• 丰富的接口API和数据总线DataBus，支持二次开发

• 支持云平台的云端一体仿真

• 支持虚实融合的数字孪生仿真

  
  

PART 02 驾驶模拟器（PanoDrive）

驾驶模拟器，提供逼真的驾驶场景、驾驶体验、人机交互和力感反馈，支持驾驶员在环驾驶仿真和人机共驾，包括：

--转向力感模型及方向盘力感模拟系统

--踏板力感模拟（油门/制动踏板）

--高精度实时车辆动力学模型（xCar-RT）

--场景模型及沉浸式高清晰视频显示

--高灵活度人机交互平台（HMI/HUD）

PART 03 传感器模拟器（SensorBox）

基于高精度传感器模型，进一步产生与真实传感器一致的传感信号输出，形成与真实车辆和场地实验一致的传感器信号模拟，包括：

--传感器模型

• 相机模型（单/双目、鱼眼等）

• 雷达模型（毫米波、超声波、激光等）

• IMU、GNSS、无线通信等

--传感器信号模拟

• 相机原始图像信号（LVDS）

• 雷达目标及回波信号（CAN、CANFD、LIN、单wire、DSI3）

• 激光点云信号（ETH）

• GNSS/IMU信号（CAN/ETH)

  
  

PART 04 车辆模拟器（PanoBox）

实时仿真机，用于实时运行车辆动力学模型，以实现对各类车辆的模拟，给上层算法提供类真车的受控对象：

--复杂车辆动力学实时模型 (xCar-RT)

• 高精度非线性27自由度车辆动力学模型

• 支持多车、高效实时运行，运行步长小于1ms

• 完全兼容CarSim-RT

--电动汽车车辆动力学模型 (xCar-E)

包括电池、电机机器相应的动力传动系统模型

三、PanoSim-xPilot核心优势

PART 01 高精度和高效车辆动力学模型

PanoSim-xPilot拥有汽车高精度建模和高效数值仿真等关键技术，车辆动力学模型（xCar-RT）在仿真精度上与实测数据高度一致，可支持汽车在包括大气非线性、极限条件及自动驾驶轨迹跟随与安全避撞等在内的各种工况下的高逼真模拟与仿真。

PART 02 高逼真度行驶环境及环境传感器模型

PanoSim-xPilot拥有对汽车复杂行驶环境和环境传感器建模的关键技术，还拥有对汽车复杂行驶环境和环境传感器建模的关键技术和对汽车行驶道路和道路网络拓扑结构、数字地图、GPS导航、交通标记和信号、汽车行驶场景等的模拟，支持车车通信的车载无线通信信道建模和支持车联网的无线路由及无线通信网络建模等关键技术。

PART 03 完整且一体化模拟仿真工具链

PanoSim-xPilot建立了一个高效、完整和一体化的自动驾驶仿真平台，包括从离线仿真、实物/硬件在环和驾驶员在环等实时仿真到实车测试的无缝工具链和数据链，形成了基于该平台下汽车新产品、新技术开发在不同阶段、不同环节和不同需求下的分析、设计、测试和验证等一体化研发流程，并形成一个支持先进技术和产品开发的高效、完整和一体化的技术产品开发体系。

PART 04 支持自动化测试和评价

PanoSim软件内置的TestBuilder自动化测试客户端及软件内置的丰富场景及泛化能力，加上内置的丰富检测器、评价系统和自动化报告生成能力，可提供一站式自动化测试、评价和报告输出。

PART 05 丰富的软硬件I/O接口和开放的软硬件架构

PanoSim-xPilot支持丰富的传感数据信号接口，提供真值/目标/原始信号等方式的输出，支持控制、决策/规划、感知算法的集成与解耦开发，提供丰富的动力学主车控制信号输入支持及数字主车控制信号输入支持。搭配丰富的目标级和信号级传感信号注入硬件板卡，可提供一站式感知系统注入搭建服务。

基于开放的软件架构进行设计，提供丰富的API支持二次开发，支持面向不同开发对象和开发方式的仿真系统快速搭建，支持多种算法开发和调试平台，如Simulink/C++/Python等，支持快速对接ROS/ROS2/CyberRT等主流的自动驾驶软件栈系统框架。

PART 06 高精度转向力感模拟

基于机器学习技术和数据驱动力感建模方法，实现了力感反馈系统的高精度跟随和低延迟响应，在力感模拟精度、系统响应时间等各项技术指标上均达到国际领先水平。

四、PanoSim-xPilot行业应用

PART 01 自动驾驶技术与产品研发

汽车产业链各个环节的正向研发都离不开工具链的支持，传统欧美巨头的工具链产品目前还无法满足自动驾驶产品正向研发的需求，PanoSim作为国产自研的仿真工具链，能够提供全产业链、全周期的智能网联汽车正向研发。

PART 02 自动驾驶产品测试认证

自动驾驶汽车产品上市，其功能性和安全性都需要通过严格的行业认证，目前L3+级别自动驾驶产品上市需要完整行业测试认证体系。PanoSim目前已成功为国家智能商用车检测中心、中国汽研、中汽中心、国汽智联等国家级检测机构提供产品/服务保障。

PART 03 自动驾驶产品检验检测

自动驾驶汽车产品所用的零部件，如传感器、处理器等，目前还缺乏统一的行业质量检验检测标准体系。从自动驾驶行驶安全性角度出发，围绕产品质量的上市前及使用过程（如年检）中的检验检测必不可少，PanoSim目前已与国内一些头部检测机构合作，探讨以仿真工具链支撑行业检验检测体系建设的方法。

PART 04 汽车智能化科研与教育

汽车智能化大潮引发的技术换道和产业升级，也带来了汽车智能化方向科研和教育的极大需求，仿真工具链是支持当前高校和科研机构的智能驾驶方向科研，以及未来智能驾驶方向工程师培养的必不可少的基础软件产品。PanoSim除了提供软硬一体化的自动驾驶仿真实验台产品，另外还整合资源编撰了3部智能驾驶方向的专业教材，支持中国高校智能驾驶方向的教育。

日前，中国公路学会、中国汽车工程学会及中国通信学会联合发布了《车路协同自动驾驶一致行动宣言》，正式启动车路协同自动驾驶一致行动计划。作为中国汽车工程学会的会员单位，PanoSim将与相关高校、企业和科研机构一起加强基础技术攻关，注重资源共享，开展协同创新，突破一批“卡脖子”核心技术，争取早日实现交通强国、汽车强国！