自主船舶的安全性取决于其传感器的精度，但自然条件却设定了模糊的界限。我们分析了一艘客轮在浓雾条件下与码头相撞的事故。通过使用V-Ray和Unreal Engine 5进行3D重建，研究人员模拟了悬浮水颗粒的折射如何使近距LiDAR系统失效，提供了一堂关于人工感知的极限的技术课。
使用V-Ray和Unreal Engine 5重建传感器故障 🚢
团队使用Rhino对码头和客轮的精确几何形状进行建模，并将数据导出到CloudCompare，以将真实的LiDAR点云与模拟对齐。在Unreal Engine 5中，实现了一个具有可变密度的雾粒子系统，而V-Ray则计算了每个水滴上的光散射（米氏散射）。结果显示，在50米的距离处，LiDAR光束因多次折射而衰减了70%，产生了虚假的距离回波，系统将其解释为自由空间，从而导致了碰撞操作。
恶劣环境下自主导航的教训 🌫️
模拟验证了以下假设：雾不仅会降低探测范围，还会引入光学伪影，从而欺骗传感器融合算法。这一案例表明，在商用自主船舶中，传感器冗余（LiDAR + 雷达 + 热成像摄像头）是强制性的。3D重建使工程师能够在不危及生命的情况下识别确切的故障点，从而建立当颗粒密度超过临界阈值时自动降速至零的协议。
从自主客轮致命雾模拟中学到的教训，如何应用于设计冗余LiDAR系统，以防止真实海洋环境中的灾难？
(附注：模拟灾难很有趣，直到电脑烧毁，而你自己就成了灾难。)