GPU Technology Conference 2019 Nvidia treibt autonomes Fahren weiter voran

Das Nvidia-Erprobungsfahrzeug für autonomes Fahren stand in der Eingangshalle des San Jose Convention Centers.
Das Nvidia-Erprobungsfahrzeug für autonomes Fahren stand in der Eingangshalle des San Jose Convention Centers.

Auf der GTC 2019 zeigte der Nvidia wie man autonome Fahrzeuge mit einer virtuellen Testumgebung validiert, wie man mit »Safety Force Field« Unfälle möglichst vermeidet und wie sich schnell ein Level-2+-Fahrzeug realisieren lässt. Außerdem konnte Nvidia einen großen OEM als Partner gewinnen.

Schon in seiner Keynote auf der GPU Technology Conference im kalifornischen San Jose zeigte Nvidia-CEO Jensen Huang auf, wo es beim autonomen Fahren und fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen (ADAS) hingeht: Huang kündigte die neue Zusammenarbeit zwischen Nvidia und Toyota bei der Entwicklung, Schulung und Validierung selbstfahrender Fahrzeuge an und gab die Verfügbarkeit von »Nvidia DRIVE Constellation«, einer virtuellen Testumgebung zur Validierung autonomer Fahrzeuge bekannt. Außerdem stellt der GPU-Hersteller das »Drive AV Safety Force Field« vor, eine Leitlinie, um autonome Fahrzeuge vor Unfällen zu schützen.
Nvidia kooperiert mit dem »Toyota Research Institute — Advanced Development« (TRI-AD) mit dem Ziel, den autonomen Straßenverkehr sicher zu machen. Diese bestehende Zusammenarbeit zur schnelleren Entwicklung autonomer Fahrzeuge wird nun durch ein neues Test- und Validierungssystem erweitert. TRI-AD und Nvidia wollen gemeinsam die Entwicklung, Schulung und Validierung selbstfahrender Fahrzeuge vorantreiben.
Bei dem neuen Test- und Validierungssystem handelt es sich um »Nvidia DRIVE Constellation«, die Simulationsplattform für autonome Fahrzeuge, die nun mit Vorstellung auf der GTC 2019 verfügbar ist. Die Cloud-basierte Plattform ermöglicht es, Millionen von Kilometern in virtuellen Welten mit einer Vielfalt von Szenarien – vom Routinefahrbetrieb bis hin zu seltenen und gefährlichen Situationen – und mit mehr Kosteneffizienz und Sicherheit zu fahren, als es in der realen Welt möglich wäre. DRIVE Constellation ist eine Rechenzentren-basierte Lösung, bestehend aus zwei Seit-an-Seite-Servern. Bei einem Server handelt es sich um den DRIVE Constellation Simulator, der mit Nvidia GPUs bestückt ist und mit DRIVE Sim Software die Sensorsignale eines virtuellen Fahrzeugs in einer virtuellen Welt berechnet. Der andere Server, der DRIVE Constellation Vehicle, umfasst einen DRIVE AGX Pegasus AI Computer und verarbeitet die vom Simulator bereitgestellten Sensordaten. Die Fahrentscheidungen des DRIVE Constellation Vehicle wiederum werden an den DRIVE Constellation Simulator zurückgefüttert, so dass ein bit- und Timing-genaues Hardware-in-the-Loop-Testing stattfinden kann. In seiner Keynote demonstrierte Huang die Skalierbarkeit der DRIVE Constellation Plattform, wie sie nahtlos Fahrtests in der Cloud abspulte. Dabei können Entwickler von überall auf der Welt Simulationsszenarien auf die DRIVE Constellation Rechenzentren und die Ergebnisse auf ihrem lokalen Rechner auswerten. DRIVE Constellation ist als offene Plattform konzipiert, so dass Ökosystem-Partner ihre Umfeld- und Fahrzeugmodelle sowie Verkehrsszenarien integrieren können.
Der Simulationsspezialist Cognata hat angekündigt, dass seine Szenarien- und Verkehrsmodelle auf DRIVE Constellation laufen. Entwickler können dabei die Anzahl der Fahrzeuge und anderer Verkehrsteilnehmer sowie ihr Verhalten modellieren.
Ein weiterer Ökosystem-Partner ist die deutsche IPG Automotive, die hochgenaue Automodelle beisteuert. Mit ihrer Simulations-Software CarMaker lassen sich virtuelle Fahrzeug-Prototypen erschaffen, die das Verhalten aller wichtigen Fahrzeug-Subsysteme berücksichtigen.

Ein »Sicherheits-Kraftfeld« gegen Unfälle

Mit dem »DRIVE AV Safety Force Field« hat Nvidia seine autonome Fahrzeugsoftware-Suite um eine Planungs- und Steuerschicht erweitert, die ein sicheres und komfortables Fahrerlebnis sicherstellen soll. Eine Hauptkomponente dieser Software ist Safety Force Field (SFF), eine Fahrweise, die das Fahrzeug, seine Insassen und andere Verkehrsteilnehmer schützt.
SFF analysiert und prognostiziert die Dynamik der Umgebung, indem es Sensordaten aufnimmt und eine Reihe von Maßnahmen zum Schutz des Fahrzeugs und anderer Verkehrsteilnehmer festlegt. Das SFF-Framework stellt sicher, dass diese Maßnahmen niemals zu einer unsicheren Situation führen, eskalieren oder dazu beitragen werden. Es umfasst auch Maßnahmen, die erforderlich sind, um potenzielle Gefahren abzuschwächen. Unterstützt durch robuste Berechnungen ermöglicht das SFF Fahrzeugen, Sicherheit auf der Grundlage mathematischer Nullkollisionsverifikationen zu erreichen, anstatt zu versuchen, die hohe Komplexität realer Szenarien mit Hilfe begrenzter Statistiken zu modellieren.
Auf der Nvidia DRIVE-Plattform werden Bild-für-Bild physikalische SFF-Berechnungen auf Basis von Fahrzeugsensordaten durchgeführt. SFF wurde zudem anhand von realen Daten und bitgenauer Simulation validiert, einschließlich Szenarien mit Straßen- und Stadtfahrten, die zu gefährlich wären, um sie in der realen Welt nachzubilden. Einzigartig an SFF sei seine Fähigkeit, sowohl Brems- als auch Lenkbeschränkungen zu berücksichtigen. Diese zweiseitige Betrachtung hilft, mehrere problematische Anomalien des Fahrzeugverhaltens zu beseitigen, die auftreten könnten, wenn sie getrennt betrachtet würden. Die Strategie folgt dem Kernprinzip der Kollisionsvermeidung im Gegensatz zu einem umfangreichen Regelwerk und Erwartungen.
SFF ist eine offene Plattform und kann mit jeder Fahrsoftware kombiniert werden. Als Richtlinie für die Sicherheitsentscheidung im Bereich der Bewegungsplanung überwacht und verhindert der SFF unsichere Handlungen. Er trennt die Hindernisvermeidung sauber von einem langen Schwanz komplizierter Verkehrsregeln. Wenn es auf einer Hochleistungs-Rechner-Plattform wie Nvidia DRIVE läuft, fügt es eine weitere Ebene von Diversitäts- und Redundanzfunktionen hinzu, um ein Höchstmaß an Sicherheit zu gewährleisten.

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Autonomes Fahren auf der GTC 2019

Nvidia hat auf der GPU Technology Conferencde im kalifornischen San José neue Bausteine für das autonome Fahren vorgestellt.