一窥宝马位于德国的未来派模拟中心

在宝马的高科技模拟设施中,汽车被放置在显示虚拟世界并能在赛道上真实移动的气泡中。
bmw driving simulation center in Germany
一个巨大的移动气泡是宝马位于德国的新驾驶模拟中心的中心。宝马

位于慕尼黑宝马工厂的 Sapphire 车辆动力学模拟器,由一个巨大的白色气泡构成,让人联想到《捉鬼敢死队》中在纽约市蹒跚而行的棉花糖人。这是该公司新驾驶模拟中心 14 个不同模拟器中的一个,该中心耗资 1.05 亿美元,占地 123,000 平方英尺,是宝马公司称之为世界上最先进的模拟设施。

Sapphire 是旗舰模拟器,也是最令人印象深刻的,它有一个巨大的白色气泡,顶部有六个移动的液压支撑,这些支撑本身又安装在可沿纵向和横向滑动的轨道上,滑行区域为 4,300 平方英尺。气泡内有一辆真实的汽车,驾驶员在其中进行转向、油门和刹车操作,就像在真实驾驶一样。虚拟世界被投射到覆盖汽车的白色圆顶内部,六足支撑系统和滑轨将装置在其运动范围内挥动。

驾驶模拟器内的汽车不仅看起来逼真,因为驾驶员身处真实的汽车中进行逼真的驾驶,并能看到逼真的外部景象,而且感觉也很真实,因为 Sapphire 的系统可以产生 0.65 G 的加速度。这创造了以令人信服的高水平加速、刹车和转弯的感觉。这个重达 183,000 磅的装置在运行时消耗 6.5 兆瓦的电力。

工程师们通过相邻的控制室监督测试并操作 Sapphire。他们不仅能通过窗户看到模拟器在运行,还能看到气泡内汽车的视角显示器。他们还可以看到显示实时测试数据的计算机屏幕。从这里,操作员可以改变天气、路面、轮胎、季节和一天中的时间等变量。

高保真模拟器可以逼真地复制汽车的旋转和方向移动。宝马

第二个模拟器系统是 Diamond 高动态模拟器。它看起来与 Sapphire 相似,也带有一个装有汽车的白色圆顶,安装在六足支撑上,但它安装在一条单向滑轨上,可以前后移动。这个模拟器的质量只有 50,000 磅,运行功耗为 3 兆瓦,但能产生高达 1.0 G 的加速度。(“Sapphire”在等级上为何会排在“Diamond”之前,这大概是巴伐利亚人的一个谜。)

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模拟器的滑轨由线性电机驱动,这些电机通过产生交变的磁场来驱动它们移动。动力来自超级电容器,超级电容器可以快速释放驱动六足平台和汽车快速移动所需的大量电力。

虽然对于普通人来说,模拟器看起来像极好的玩具,但对于宝马这样的汽车制造商来说,它们是至关重要的工具。虚拟化和驾驶模拟器负责人 Martin Wahle 解释说:“我们将驾驶模拟器视为一辆时间机器,因为它让我们能够驾驶未来的汽车。”

他继续说道:“模拟器提供了一个可控的环境,测试是可重复且安全的。”“我们可以做一些在真实世界中不敢做的事情,测试有风险的场景。”模拟器每天可以运行 16 小时,分两个八小时的班次,期间试车员轮流驾驶一小时,以保持精力充沛。在此期间,通过摄像头监测驾驶员的眼动追踪,并通过心率传感器监测他们的身体状况。

他说:“我们尤其在(车辆)开发的早期阶段使用它,” 在物理原型可用之前。“这比传统的模拟模型提供了更多的输入。”

宝马计划将车辆开发过程的后期部分也纳入模拟中心的这项工作。Wahle 说:“我们希望将其扩展到实现和验证模式。”这包括进行调优工作,例如测试不同的轮胎和防侧倾杆等组件,以限制汽车在转弯时的车身倾斜。“我们可以几乎立即做出改变,”他说。

模拟器还让宝马能够评估新技术的可能接受程度,让各种驾驶员在技术投入生产前试驾虚拟版本。“我们不再需要猜测人们会喜欢某项功能,”Wahle 说。“我们可以向他们展示这项功能,并衡量他们的反应。”

这就是为什么,除了这些带有滑轨的模拟器之外,驾驶模拟中心还有十几个较小的模拟器。Wahle 指出:“并非所有问题都需要运动系统。”

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以令人眼花缭乱的 Vega Vector 动态模拟器为例。这款模拟器将汽车安装在一个固定的六足支撑上,因此它可以上下移动,并向前、向后、向左、向右倾斜。汽车放置在一个令人难以置信的 25 x 13 英尺、270 度、8K 分辨率的屏幕前,该屏幕包含 1300 万个 LED。它像电视一样自己发光显示图像,而不是像其他模拟器那样通过投影仪反射光,因此房间里的灯不需要调暗。

这是该中心五个 LED 屏幕模拟器之一。这些模拟器非常明亮,色彩丰富,因此用于测试可见性问题,并研究夜间驾驶和眩光场景。两个较小的 Vega Vector 屏幕是 360 度的。Wahle 说:“我们认为这是驾驶模拟器的下一个重大发展。”其低延迟对于某些测试尤其有价值,图像清晰锐利,便于阅读标志。

目前一个不那么逼真的细节是模拟中的其他驾驶员的行为。这些是驾驶模拟世界的非玩家角色,Wahle 称他们为“代理”。不幸的是,宝马的代理目前还不如真实的人那样粗鲁,或者说,不如真实的人那样逼真。“现在我们的代理并不特别聪明,”他承认。“我们正在通过人工智能来让这些代理变得更聪明。”

让模拟中的虚拟驾驶员更聪明听起来很合理。只是不要给棉花糖人任何人工智能。那可能会很糟糕。

观看下面关于该设施的视频(德语)

 

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Dan Carney

科技领域特约撰稿人

Dan Carney 自 1998 年以来一直是《流行科学》的汽车特约撰稿人。在此期间,他记录了电动汽车技术从昂贵、不切实际的科学项目到即将进入主流市场的车辆的演变过程。他还见证了驾驶辅助技术的发展及其最终发展为自动驾驶汽车的潜力。


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