編者按：

最近Unity上市了，網(wǎng)上也有一種自動駕駛仿真第一股的說法。其實這個說法蹭熱度的嫌疑居大，畢竟仿真只是Unity眾多業(yè)務(wù)中的一個而已。但話又說回來，Unity做自動駕駛仿真是天經(jīng)地義的事情，和Unreal等相似，它的技術(shù)儲備和仿真所需要的技術(shù)棧基本上是完美重合的。

目前的開源仿真工具主要是基于Unreal和Unity完成的。前者的代表有Carla和Arisim，后者的代表有l(wèi)gsvl simulator 和 AriSim_Unity。

本篇主要關(guān)注基于Unity的自動駕駛仿真開源資源。這些資源是從wiki和其他網(wǎng)絡(luò)資源收集而來，分享的重點放在工具總結(jié)本身，希望其可以作為一個粗略的資源列表。

Unity為什么適合自動駕駛仿真？

市面上有一些優(yōu)秀的商業(yè)軟件，如Prescan、VTD、51Simone等，但它們非常昂貴。網(wǎng)絡(luò)上也有一些開源項目，但它們中有一大部分不是基于現(xiàn)代引擎開發(fā)的，因而其圖形和通用軟件環(huán)境可能有些過時。考慮以上原因，尤其是對于一些初創(chuàng)公司，基于Unreal或Unity自己搭建一個仿真引擎就是一件比較有意思的事了。

如果真的要基于物理引擎搭建一個自動駕駛仿真軟件，首要的，要注意以下幾點：

• 不要重復(fù)造輪子，在游戲引擎的基礎(chǔ)上構(gòu)建

• 利用成熟的3D游戲工作流、技術(shù)、硬件和技術(shù)社區(qū)

• 要有可擴展性

• 要模塊化(包括各種輸入輸出設(shè)備，AI，傳感器等)

• 能足夠靈活進行原型設(shè)計，驅(qū)動評估，自動測試

為什么建立在游戲平臺上?

游戲是3D軟件的集大成者，近些年有大量資源和人力被投入進來以改進游戲的技術(shù)。可編程著色器、物理引擎、預(yù)照明、導(dǎo)航網(wǎng)格、動畫混合系統(tǒng)等功能都是游戲引擎支持的，加速技術(shù)的應(yīng)用也可以讓游戲軟件以實時幀率運行。

游戲產(chǎn)業(yè)也推動了硬件創(chuàng)新，比如英特爾的GPU開發(fā)、羅技G27\G29、TrackIR頭部跟蹤器、Leap手勢傳感器、Oculus ?Rift和低延遲傳感器等輸入控制器硬件。利用這種低成本的硬件進行模擬也將允許更多的觀眾使用功能齊全、價格合理的模擬器。

為什么選擇Unity？

其實在我個人看來，Unreal和Unity都是很好的引擎，網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于它們的優(yōu)劣對比文章也很多，在此不再贅述。在這篇文章中我們把注意力放在Unity上。

Unity本身有如下特點：

• 版本迭代穩(wěn)定

• 已經(jīng)有很多基于Unity的項目，有眾多游戲和開源項目使用的都是Unity

• 集成有動畫、粒子系統(tǒng)、導(dǎo)航網(wǎng)格、物理、occlusion等各種功能

• 可以使用C#，Mono等成熟的腳本

• 可以在win/Linux/Mac等多平臺上使用

• 有良好的社區(qū)氛圍(眾多開發(fā)者和素材)

• 有好的文檔支持，包括但不限于官方文檔，論壇，第三方教程，youtube等

• 是創(chuàng)新硬件產(chǎn)品的首選平臺(Oculus Rift等虛擬現(xiàn)實設(shè)備, Hydra Razer體感控制器, Leap)

• 免費/價格較低

• 不開源，但是可擴展(編寫腳本，low level dll等)

資源?

這一節(jié)是這篇文章的核心，類似下文描述的資源有很多，但我精力有限，不打算全部列出。有好的建議可以在評論區(qū)列出。

環(huán)境搭建

Unity本身并不是一個建模工具。它是一個“場景裝配”工具和實時游戲引擎。所以詳細的3D建模一般都需要在其他工具中完成。

Unity中現(xiàn)成的素材可以很容易地統(tǒng)一起來。在“ 3D Models Category of the Unity Asset ? store”里可以用免費或很少的錢購買到Unity中的大量產(chǎn)品。如果你正在尋找一些相關(guān)的模型,在資產(chǎn)存儲搜索“pack”,例如 Vegetation pack, City pack等等。對于資源包的搜索，網(wǎng)上有大量的整理博客，這里就不再贅述了。當(dāng)然，你也可以自己建模解決問題。

以下大致提一下地形構(gòu)建、城市（建筑物）構(gòu)建、路網(wǎng)（道路）構(gòu)建的資源。

• [地形] Terrain Toolkit，YoutubeDemo

• [地形] WorldComposer,可以從真實環(huán)境中構(gòu)建數(shù)據(jù)城市(建筑物)構(gòu)建

• [城市] CityEngine 快速生成城市模型的軟件，功能很強大

• [城市] ViziCIties 它使用了開放地圖數(shù)據(jù)，結(jié)合3d生成的建筑物進行縮放，混合了從英國政府、環(huán)保機構(gòu)到Twitter等各種來源的大數(shù)據(jù)。

• [路網(wǎng)] VTP 主要用于基于路網(wǎng)建設(shè)的城市，支持較多道路設(shè)計文件格式。路網(wǎng)(道路)構(gòu)建

• [路網(wǎng)] Road ?Architect 以動態(tài)交叉口、橋梁等多種道路物體為特色，是非常專業(yè)的道路建設(shè)軟件

• [路網(wǎng)] EasyRoads3D 特點是能建立眾多跟道路相關(guān)的對象如柵欄，墻，樹等。

• [路網(wǎng)] 借用OSM-CityEngine-Unity3D 的工具鏈

• [路網(wǎng)] RoadRunner，可翻看以前的文章參考

• [路網(wǎng)]?基于點云信息，3D地圖建立，這種反而是和開發(fā)生產(chǎn)環(huán)境耦合最緊密的方法。

天氣天時架構(gòu)

Unity中提供了一些簡單的天時控制和天氣控制

• 太陽位置(仰角，方位角)控制

• 通過調(diào)整角度和大氣散射參數(shù)調(diào)制陽光的顏色和強度

• 太陽在低角度會產(chǎn)生眩光效應(yīng)

• 天空背景沙河動畫(或者至少白天黑夜之間有差別)

• 通常至少有幾個云層

• 云可以由程序生成和形成動畫天氣特點

• 降雨效應(yīng)

• 地面效應(yīng)(滴濺系統(tǒng)、顆粒系統(tǒng))(積雪融化)

• 吹風(fēng)，樹葉降落等其他效果

• 閃電等

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交通流架構(gòu)

交通流仿真對自動駕駛仿真來說是極其重要的。這個在我們以前的文章也專門介紹過，可以翻回去回溯。這里首先一些online資源網(wǎng)站

• Unity-Traffic-Simulation

• Martin Treibe ?交通計量經(jīng)濟學(xué)、建模與統(tǒng)計研究所

• gamma 該網(wǎng)站可仔細鉆研

• Unity中的A*算法

關(guān)于交通流仿真的書

• 《Fundamentals of Traffic Simulation》

• 《Traffic Flow Dynamics》

• 《Unity: A General Platform for Intelligent Agents》

• 《Connection of the SUMO Microscopic Traffic Simulator and the Unity 3D Game Engine to Evaluate V2X Communication-Based Systems》

非Unity的交通流仿真工具

• PTV VISSIM

• PTV VisWalk可以提供給行人仿真(包括人群，對象，路徑規(guī)劃，沖撞避免等)。

• PTV Balance提供了基于綠波的實時交通數(shù)據(jù)的自適應(yīng)信號控制，

• PTV Optima 大規(guī)模交通可視化，態(tài)勢感知，預(yù)測，事件檢測。

• PTV Visum Safety 事故數(shù)據(jù)分析與檢測，分析事故集群

• SUMO
  

Unity自帶的交通流工具

• iRDS

• UnitySteer

• Auto21 Traffic Modeling and Simulation

• Verkeerstalent

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Unity官方支持的自動駕駛仿真項目和工具

• AriSim中的ML Agents工具

• Unity Windridge-city

• synthia-dataset

• 攝影制圖法工作流程指南?

• Unity_simvz

讀者如有其他關(guān)于資源的建議，歡迎在評論區(qū)留言。后續(xù)本文如有更新，也會更新在評論區(qū)里。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Unity自动驾驶仿真的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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