NVIDIA DRIVE Sim Impulsionado pelo Omiverse | Blog da NVIDIA
NVIDIA DRIVE Sim com Tecnologia Omniverse Disponível para Acesso Antecipado no Próximo Trimestre
A nova arquitetura acelera o desenvolvimento, a validação e a implementação de máquinas autônomas.
29 de abril de 2021 por Matt Cragun
O Omniverse é o caminho mais rápido para a implementação de veículos autônomos (AV – Autonomous Vehicle).
Em sua apresentação de abertura no GTC, o fundador e CEO da NVIDIA, Jensen Huang, anunciou a próxima geração de simulação de AV, o NVIDIA DRIVE Sim, agora com tecnologia NVIDIA Omniverse.
O DRIVE Sim possibilita a simulação de alta fidelidade com as principais tecnologias da NVIDIA, oferecendo uma plataforma de computação avançada baseada em cloud. Ele gera conjuntos de dados para treinar o sistema de percepção do automóvel e proporciona um campo de prova virtual para testar o processo de tomada de decisão dele, além de ser aplicável a casos no edge. A plataforma pode ser conectada ao pacote de AV em configurações de software ou hardware no loop para testar a experiência completa de condução.
O DRIVE Sim no Omniverse é um grande avanço, pois com ele a NVIDIA conseguiu mudar a base da simulação de AV: de uma engine de games para um mecanismo de simulação.
Essa transição para a simulação arquitetada especificamente para o desenvolvimento de AVs exige muito esforço, mas traz uma série de novos recursos e oportunidades.
Criar uma plataforma específica para a simulação de AVs não é uma tarefa simples. As engines de games são ferramentas poderosas que oferecem recursos incríveis, mas elas foram projetadas para criar games, e não simulações científicas, repetitivas e fisicamente precisas.
Para criar a última geração do DRIVE Sim, foi necessário adotar uma nova abordagem. O novo simulador precisava ser repetível com tempo preciso, ser facilmente dimensionável em GPUs e nós de servidores, simular feeds de sensores com precisão física e atuar como uma plataforma modular e extensível.
O NVIDIA Omniverse é a união de quase todas as principais tecnologias desenvolvidas pela NVIDIA. Já o DRIVE Sim é baseado na experiência da empresa em gráficos, computação de alto desempenho, AI e design de hardware. A combinação desses recursos oferece uma plataforma tecnológica perfeita para a simulação de AV.
Mais especificamente, o Omniverse é uma plataforma que foi projetada do zero para ser compatível com a computação de várias GPUs. Ele tem um renderizador fisicamente preciso e com ray tracing baseado na tecnologia NVIDIA RTX.
O NVIDIA Omniverse também vem com o "Kit", um framework de simulação dimensionável e extensível para a criação de aplicações 3D e microsserviços interativos. Com o Kit, no ano passado, a NVIDIA implementou o principal mecanismo de simulação do DRIVE Sim para possibilitar a simulação repetível com controle preciso em todos os processos.
Tempo e Repetibilidade
A simulação de AV só é uma ferramenta efetiva de desenvolvimento quando os cenários podem ser repetidos e o tempo é preciso.
O NVIDIA Omniverse, por exemplo, agenda e gerencia todas as funções de renderização dos sensores e ambientes para garantir a repetição sem perda de precisão. Ele faz isso em GPUs e em nós, oferecendo ao DRIVE Sim a capacidade de lidar com ambientes detalhados e testar automóveis com conjuntos complexos de sensores. Ele também consegue gerenciar cargas de trabalho mais devagar ou mais rápido do que em tempo real, além de gerar resultados repetíveis.
O Omniverse foi projetado para ser dimensionável para muitas GPUs, proporcionando ao DRIVE Sim recursos de renderização em tempo real com resultados repetíveis para conjuntos complexos de sensores.
Além de possibilitar flexibilidade e precisão, a plataforma é dimensionável, ou seja, os desenvolvedores podem testar frotas de automóveis com vários conjuntos de sensores em grande escala e com os níveis mais altos de fidelidade.
Sensores Fisicamente Precisos
O ambiente de simulação precisa recriar condições reais de condução com precisão e renderizar os dados dos sensores do automóvel da mesma forma que câmeras, radares e LiDARs coletam dados do mundo físico.
Com a tecnologia NVIDIA RTX, o DRIVE Sim consegue renderizar dados fisicamente precisos dos sensores em tempo real. O ray tracing simula as propriedades físicas de formas de onda visíveis e não visíveis, oferecendo iluminação realista. Já o renderizador RTX do NVIDIA Omniverse, quando combinado com GPUs NVIDIA RTX, proporciona ray tracing com taxas de frames em tempo real.
Essa cena de automóveis em um túnel usa iluminação indireta, que é difícil de renderizar com precisão em tempo real, mas é possível no DRIVE Sim graças ao renderizador RTX do Omniverse.
A capacidade de simular a luz em tempo real traz vantagens significativas para a simulação de AV. Com ela, é possível recriar ambientes de iluminação praticamente impossíveis de capturar usando a rasterização, desde os reflexos de um caminhão-tanque até as sombras dentro de um túnel escuro.
A geração de dados fisicamente precisos a partir de sensores é útil principalmente para a criação de conjuntos de dados destinados ao treinamento de redes de percepção baseadas em AI, pois produz dados de referência com dados virtuais dos sensores. O DRIVE Sim tem ferramentas avançadas de criação de conjuntos de dados, como uma interface sofisticada de script em Python e ferramentas de randomização de domínio.
O uso desses dados sintéticos no processo de treinamento da rede neural profunda (DNN — Deep Neural Network) diminui o custo da coleta e da identificação de dados reais, além de acelerar as iterações para a implementação simplificada em AVs.
O DRIVE Sim oferece ferramentas para gerar dados de valor de referência com dados de simulação, possibilitando a produção rápida de conjuntos de dados complexos para treinar DNNs para a percepção em AV.
Modular, aberta e extensível, a plataforma DRIVE Sim proporciona aos desenvolvedores máxima flexibilidade e eficiência nos testes de simulação.
Com o DRIVE Sim no Omniverse, é possível executar diferentes componentes do simulador para aplicação em diversos casos de uso. Um grupo de engenheiros pode executar apenas o pacote de percepção na simulação. Outro grupo pode simular cenários baseados em dados de referência de objetos para se concentrar no planejamento e no pacote de controle (dispensando o pacote de percepção).
Essa modularidade reduz significativamente o tempo de desenvolvimento: ela permite que os desenvolvedores se dediquem à tarefa atual e garante que toda a equipe use as mesmas ferramentas, cenários, modelos e elementos artísticos na simulação para obter resultados consistentes.
Com o SDK do Kit Omniverse da NVIDIA, o DRIVE Sim permite que os desenvolvedores criem modelos, conteúdo 3D e ferramentas de validação personalizados ou interajam com outras simulações. Os usuários podem criar seus próprios plug-ins ou escolher os da ampla biblioteca de plug-ins para automóveis, sensores e tráfego fornecidos pelos parceiros do ecossistema DRIVE Sim. Com essa flexibilidade, os usuários podem personalizar o DRIVE Sim de acordo com seu caso de uso exclusivo e adaptar a experiência de simulação a suas necessidades de desenvolvimento e validação.
O DRIVE Sim no Omniverse será disponibilizado para desenvolvedores por um programa de acesso antecipado no terceiro trimestre do ano. Saiba mais sobre o DRIVE Sim e acelere o desenvolvimento de meios de transporte mais seguros e eficientes hoje mesmo.