虚幻引擎自动驾驶仿真
自动驾驶工具箱™提供了一个联合仿真框架，在Simulink中建模驾驶算法®并在虚拟仿真环境中可视化它们的性能。这个环境使用虚幻引擎®从史诗般的游戏®．
与仿真环境相关的Simulink块可以在自动驾驶的工具箱>模拟三维块库。这些块提供了以下功能:
在仿真环境中配置场景。
在这些场景中放置和移动车辆。
在车辆上安装摄像头、雷达和激光雷达传感器。
基于车辆周围环境模拟传感器输出。
获取用于语义分割和深度信息的地面真相数据。
在开发、测试和验证自动驾驶算法的性能时，该仿真工具通常用于补充真实数据。结合车辆模型，您可以使用这些模块执行现实的闭环模拟，包括整个自动驾驶堆栈，从感知到控制。
有关模拟环境的详细信息，请参见虚幻引擎如何模拟自动驾驶．
虚幻引擎仿真模块
访问自动驾驶的工具箱>模拟三维库，在MATLAB®命令提示符,输入drivingsim3d．
场景
若要配置模型以与仿真环境共同模拟，请添加仿真3D场景配置块到模型。使用这个模块，你可以从一组预先构建的场景中选择，在那里你可以测试和可视化你的驾驶算法。你也可以使用这个模块来控制场景中的太阳位置和天气条件。下图来自《Virtual Mcity》场景。
工具箱包括这些场景。
| 场景 | 描述 |
|---|---|
| 直路 | 直路部分 |
| 弯曲的道路 | 弯曲、毛圈路 |
| 停车场 | 空荡荡的停车场 |
| 双车道改变 | 直路与桶和交通标志设置执行双车道机动 |
| 开放的表面 | 平坦的黑色路面，没有道路物体 |
| 我们街区 | 有十字路口、路障和红绿灯的城市街区 |
| 美国高速公路 | 高速公路上有锥，路障，红绿灯和交通标志 |
| 大型停车场 | 停车场有停着的车，锥，路缘和交通标志 |
| 虚拟Mcity | 代表密歇根大学试验场的城市环境Mcity测试设备）;包括锥，障碍，动物，红绿灯和交通标志 |
如果你有用于虚幻引擎4项目的自动驾驶工具箱接口支持包，然后你可以修改这些场景或创建新的。有关更多细节，请参见为自动驾驶定制虚幻引擎场景．
车辆
若要在场景中定义虚拟车辆，请添加模拟三维车辆与地面跟踪靠近你的模型。使用这个模块，您可以通过提供X、Y和偏航值来控制车辆的运动，这些值定义了车辆在每个时间步中的位置和方向。车辆在地面上自动行驶。
您还可以指定车辆的颜色和类型。工具箱包括以下车辆类型:
传感器
您可以定义虚拟传感器，并将它们附加在车辆的不同位置。工具箱包括这些传感器建模和配置块。
| 块 | 描述 |
|---|---|
| 模拟3 d相机 | 带镜头的相机模型。包括图像大小、焦距、失真和倾斜的参数。 |
| 模拟3D鱼眼相机 | 鱼眼相机，可以用Scaramuzza相机模型来描述。包括失真中心、图像大小和映射系数的参数。 |
| 模拟3 d激光雷达 | 扫描激光雷达传感器模型。包括检测范围、分辨率和视野的参数。 |
| 模拟三维概率雷达 | 返回探测列表的概率雷达模型。包括雷达精度、雷达偏置、探测概率和探测报告的参数。它不模拟电磁波传播水平的雷达。 |
| 模拟三维概率雷达配置 | 为探测到的所有角色配置雷达信号模拟三维概率雷达模型中的块。 |
| 仿真三维视觉检测发生器 | 返回对象和车道边界检测列表的摄像机模型。包括建模检测精度、测量噪声和相机本征的参数。 |
有关选择传感器的详细信息，请参见选择一个传感器虚幻引擎模拟．
算法测试与可视化
自动驾驶工具箱模拟块提供了测试和可视化路径规划、车辆控制和感知算法的工具。
路径规划与车辆控制
您可以使用虚幻引擎模拟环境来可视化车辆的运动在预构建的场景。该环境为您提供了一种分析路径规划和车辆控制算法性能的方法。在Simulink中设计完这些算法后，您可以使用drivingsim3d库来可视化车辆运动在一个预先构建的场景。
有关路径规划和车辆控制算法可视化的示例，请参见可视化自动泊车代客使用虚幻引擎模拟．
感知
自动驾驶工具箱为详细的相机、雷达和激光雷达传感器建模提供了几个模块。通过将这些传感器安装在虚拟环境中的车辆上，您可以生成合成传感器数据或传感器检测，以测试传感器模型与感知算法的性能。有关生成雷达探测的示例，请参见在虚幻引擎环境中模拟视觉和雷达传感器．
您还可以输出和可视化地面真实数据，以验证深度估计算法和训练语义分割网络。示例请参见基于虚幻引擎仿真的深度和语义分割可视化．
本地化
开发定位算法并评估其在不同条件下的性能是一项具有挑战性的任务。最大的挑战之一是获取事实真相。虽然使用昂贵的高精度惯性导航系统(INS)可以捕获地面真相，但虚拟模拟是一种具有成本效益的替代方案。使用模拟可以在各种场景和传感器配置下进行测试。它还支持快速的开发迭代，并提供精确的基础事实。举例来说，利用虚幻引擎模拟环境中的合成激光雷达数据开发和评估一个激光雷达定位算法，见虚幻引擎模拟激光雷达定位．
闭环系统
在模拟环境中设计和测试感知系统后，您可以使用该系统来驱动控制系统，从而实际控制车辆。在这种情况下，车辆不用手动设置轨迹，而是使用感知系统来驱动自己。通过在3D仿真环境中将感知和控制结合到一个闭环系统中，您可以开发和测试更复杂的算法，如车道保持辅助和自适应巡航控制。
关于虚幻引擎环境中闭环系统的例子，请参见高速公路车道后．
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