自動(dòng)駕駛汽車(chē)“眼中”的世界是怎樣的?經(jīng)過(guò)激光雷達(dá)的環(huán)境感知和智能算法的信息提取，一幅由立方體、點(diǎn)云軌跡、速度參數(shù)組成的三維點(diǎn)云圖躍然而出，車(chē)輛、自行車(chē)、行人的幾何位置信息和速度被詳細(xì)標(biāo)注，各種車(chē)道線(xiàn)也被傳感器依據(jù)不同的反射強(qiáng)度一一識(shí)別。
激光雷達(dá)被譽(yù)為“自動(dòng)駕駛之眼”，以大量獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)三維建模的優(yōu)勢(shì)獨(dú)步武林。2014年左右，以哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士邱純鑫為代表的環(huán)境感知研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上很難買(mǎi)到符合戶(hù)外場(chǎng)景要求的激光雷達(dá)。結(jié)合環(huán)境感知技術(shù)的專(zhuān)業(yè)背景和市場(chǎng)需求，邱純鑫創(chuàng)立了速騰聚創(chuàng)，并推出了結(jié)合激光雷達(dá)硬件、AI算法、專(zhuān)用芯片的智能激光雷達(dá)系統(tǒng)。
“客戶(hù)希望我們交付的不是單純用于感知的硬件，還希望它具備處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)的能力，在雨雪等環(huán)境下能夠智能檢測(cè)出外部因素帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行處置，這就對(duì)傳感器的智能算法和輔助算法提出要求。剛好感知算法是我們的強(qiáng)項(xiàng)，我們就把智能激光雷達(dá)系統(tǒng)做了起來(lái)，并作為公司業(yè)務(wù)的重要組成。”速騰聚創(chuàng)科技有限公司合伙人、研發(fā)副總裁筱原磊磊在接受《中國(guó)電子報(bào)》獨(dú)家專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示。
用AI賦能車(chē)用傳感器
車(chē)用傳感器作為信息收集器，競(jìng)爭(zhēng)維度向來(lái)以測(cè)距、精度等技術(shù)指標(biāo)，以及產(chǎn)品體積、量產(chǎn)成本等市場(chǎng)因素為主。相比自動(dòng)駕駛系統(tǒng)主控芯片和車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)等中控芯片，車(chē)用傳感器似乎沒(méi)有太多的AI光環(huán)。
隨著自動(dòng)駕駛來(lái)到Level2+并逐漸走向Level3，速騰聚創(chuàng)相信，相比單純的信息收集器，自動(dòng)駕駛更需要一站式擔(dān)當(dāng)“收集者 + 理解者 "的傳感器。為此，速騰聚創(chuàng)將激光雷達(dá)硬件、AI 感知算法與專(zhuān)用計(jì)算芯片融為一體，推動(dòng)激光雷達(dá)加速向智能傳感器演變。
速騰聚創(chuàng)創(chuàng)始人邱純鑫從碩士起就專(zhuān)注于移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境感知技術(shù)的研究，公司的前身就是邱純鑫的戶(hù)外移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境感知小組。2014年，速騰聚創(chuàng)創(chuàng)始人團(tuán)隊(duì)進(jìn)行環(huán)境感知研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)難以獲取符合要求的激光雷達(dá)，這讓他們萌生了打造一款激光雷達(dá)的念頭。
“當(dāng)時(shí)市面上做激光雷達(dá)的廠商很少，技術(shù)參數(shù)也不符合我們對(duì)環(huán)境感知，特別是公共道路等戶(hù)外場(chǎng)景下的使用要求。所以我們結(jié)合自己的算法開(kāi)發(fā)需求，逐步把智能激光雷達(dá)系統(tǒng)做起來(lái)了。”篠原磊磊向《中國(guó)電子報(bào)》記者指出。
在篠原磊磊看來(lái)，好的智能傳感器應(yīng)該像智能手機(jī)或者傻瓜相機(jī)一樣拿來(lái)即用，這也是速騰聚創(chuàng)將AI算法嵌入車(chē)用傳感器的意義所在。
“在與車(chē)企客戶(hù)的交流中，我們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)關(guān)鍵需求。一是不能只提供原始的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)還要后期處理，增加客戶(hù)負(fù)擔(dān)，這就需要在傳感器內(nèi)部嵌入AI算法，提供一定的數(shù)據(jù)處理能力。另外，智能傳感器并不只是用AI來(lái)做數(shù)據(jù)處理就可以了。在不同的環(huán)境下，比如雨雪天氣，傳感器需要駕駛系統(tǒng)開(kāi)暖風(fēng)或者對(duì)窗口進(jìn)行除雪才能繼續(xù)發(fā)揮作用。針對(duì)這類(lèi)場(chǎng)景，我們要做好傳感器內(nèi)部的算法，讓傳感器能夠應(yīng)對(duì)影響自身功能的外部環(huán)境因素。”篠原磊磊說(shuō)，“當(dāng)然軟件是靈活的，感知部分的AI算法也可以部署在車(chē)載域控制器等計(jì)算單元上。”
用AI賦能激光雷達(dá)傳感器，對(duì)于傳感器功能、OEM的集成開(kāi)發(fā)和用戶(hù)使用均有助益。對(duì)于環(huán)境感知效能，內(nèi)置AI算法和專(zhuān)用芯片的激光雷達(dá)能同步輸出高精度的定位、路面交通標(biāo)示、障礙物檢測(cè)、分類(lèi)、跟蹤、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)等駕駛環(huán)境信息。對(duì)于業(yè)界頭疼的corner case(極端情況)，由于AI算法有對(duì)各種極端情況的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，能夠在復(fù)雜多變的駕駛環(huán)境中向自動(dòng)駕駛車(chē)輛正常輸出環(huán)境感知結(jié)果。對(duì)于OEM廠商，智能傳感器能減少車(chē)載ECU，釋放駕乘空間。對(duì)于消費(fèi)者，智能傳感器融入自動(dòng)駕駛乘用車(chē)的感知系統(tǒng)后，將突破毫米波雷達(dá)和攝像頭識(shí)別障礙物的天花板，從物理底層提高自動(dòng)駕駛系統(tǒng)安全性，更好地保障乘客安全。
邁向更高等級(jí)的自動(dòng)駕駛
自動(dòng)駕駛是AI技術(shù)的集大成者，也被視為AI最復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景之一。從Level2高級(jí)輔助駕駛邁向Level3人機(jī)共駕，再到Level4及以上級(jí)別全自動(dòng)駕駛，車(chē)載系統(tǒng)的復(fù)雜性也將急劇提升。
“自動(dòng)駕駛不像室內(nèi)使用的人工智能語(yǔ)音、自動(dòng)識(shí)別或機(jī)器人，只需要處理用戶(hù)與機(jī)器的交互。自動(dòng)駕駛場(chǎng)景下，不僅涉及用戶(hù)與機(jī)器交互，還有機(jī)器與外界環(huán)境，包括行人、車(chē)輛之間的交互，這個(gè)場(chǎng)景是非常復(fù)雜的，還伴隨著暴雨、逆光等導(dǎo)致路面可視度變差的corner case。有些情況自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可能一年或兩年都不會(huì)遇到一次，一旦遇到了，處理不好就會(huì)出問(wèn)題。所以人工智能特別是機(jī)器學(xué)習(xí)在日常使用過(guò)程中，要持續(xù)學(xué)習(xí)corner case，把自動(dòng)駕駛系統(tǒng)做得更完備。”篠原磊磊說(shuō)。
感知作為自動(dòng)駕駛的第一環(huán)，也要跟上技術(shù)升級(jí)的步伐。如車(chē)載攝像頭從一兩百萬(wàn)像素發(fā)展到600萬(wàn)、800萬(wàn)甚至1200萬(wàn)像素，激光雷達(dá)的硬件水平也要不斷提升。
“2017年，奧迪搭載的車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)是4線(xiàn)的?，F(xiàn)在我們已經(jīng)做到125線(xiàn)，客戶(hù)還提出了250線(xiàn)、300線(xiàn)甚至500線(xiàn)等更高精度的傳感器需求。自動(dòng)駕駛平臺(tái)的算力和算法要求越來(lái)越高，智能傳感器內(nèi)置芯片也要升級(jí)。”篠原磊磊說(shuō)。
算法作為人工智能的三駕馬車(chē)之一，對(duì)于自動(dòng)駕駛執(zhí)行任務(wù)的方式和效率至關(guān)重要。篠原磊磊表示，算法迭代也是智能傳感器技術(shù)演進(jìn)的重要一環(huán)。
“從level4開(kāi)始，只要在規(guī)定的范圍內(nèi)，司機(jī)可以拒絕參與任何駕駛動(dòng)作，系統(tǒng)必須獨(dú)立完成駕駛過(guò)程。這意味著，不允許感知系統(tǒng)出現(xiàn)任何漏檢或誤檢。當(dāng)數(shù)據(jù)量變得更大，且傳感器要更有效地應(yīng)對(duì)各種corner case，傳感器的智能算法、控制算法和輔助算法都要隨之提升。”
近年來(lái)，深圳通過(guò)智能化手段探索城市交通治理新路徑，在智慧交通管理以及無(wú)人公交、自動(dòng)駕駛開(kāi)放道路測(cè)試等領(lǐng)域積極實(shí)踐。篠原磊磊表示，深圳市良好的制造業(yè)基礎(chǔ)和高端制造業(yè)的強(qiáng)勢(shì)發(fā)展、對(duì)高端創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的重視以及活躍的創(chuàng)業(yè)氛圍，為自動(dòng)駕駛發(fā)展提供了優(yōu)良環(huán)境。速騰聚創(chuàng)將持續(xù)面向深圳及粵港澳大灣區(qū)的車(chē)路協(xié)同等智慧交通項(xiàng)目以及物流“無(wú)人車(chē)”等項(xiàng)目，提供安全經(jīng)濟(jì)的感知方案。
“我們的車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)預(yù)計(jì)今年第二季度量產(chǎn)，下半年就可以在路上看到。通過(guò)5年努力，我們基本解決了車(chē)規(guī)方面的問(wèn)題，接下來(lái)是展示成果的時(shí)候。”篠原磊磊說(shuō)。
標(biāo)簽： 自動(dòng)駕駛
