你想要的自动驾驶汽车,为何迟迟不能出现?

中华彩票 www.litiumo.com 2019-04-29 14:18:00 作者:Dell 胡伟懿 出处 : 比特网

   胡伟懿

  戴尔易安信中国研发集团非结构化数据部门全球汽车解决方案架构师,着力于帮助全球客户设计和咨询ADAS和自动驾驶解决方案的基础架构。

  最近几年,自动驾驶车一直是传统汽车厂商、一级零配件供应商孜孜探索的领域,也是包括IT公司和互联网公司在内都很关注的风口。

  虽然大家一直都在讨论这个热点,但是关于“自动驾驶何时能量产?全自动驾驶什么时候实现?”说了这么多年,似乎依然是个未知数。

  有人说:“自动驾驶汽车是活在梦里,不可能实现?!?/p>

  如果说的这个人是按照L5级别来要求的话,那确实还有很长的路要走,因为今天关于完全自动驾驶汽车还存在许多争议,不仅是技术上的,还包括法律、伦理等方面的界定。

  但罗马不是一天建成,饭也不是一口吃大,如果我们适当降低标准,以有限的自动驾驶来看,比如L2-L3级别,那么我们已经看到有很多公司在这样做,而且已经离我们很近了。

  说到这儿,也许你还有点里雾里:“L2、L5这些术语代表什么?”

  为了方便您了解自动驾驶汽车,我们先来一个简单科普。

  ☟☟☟

  1什么是自动驾驶?

  有关自动驾驶,美国汽车工程师协会(SAE)已经对其技术定义了六级自动化级别。

  从图中可以看到,L2级和L3级之间有条分界线:L2级及以下,由驾驶员主导监视环境;L3级及以上,由系统监视环境。

  所以,可以说L2级到L3级是一个明显的分界点——从ADAS(高级辅助驾驶)向AD(自动驾驶)过渡。

  通俗来讲,L3级以下和L3级以上最大区别就是,汽车能否像人一样感知周围环境并做出决策。

  而在现阶段,L5级存在着巨大争议,尽管很多创业公司、IT公司以及车企都把L5视作终极目标,但无论是法律、法规方面的阻碍,还是技术成熟度上的局限,都使人们意识到实现L5还需要很长时间。

  所以在现阶段的市场上,大多数传统车企更着力于研发L2/L3级别的自动驾驶技术,并行研究封闭场景内的L4级自动驾驶系统。

  2实现自动驾驶的难点在哪?

  那么,当前阶段实现自动驾驶的难点在哪呢?

  这里我们就要讨论自动驾驶的三大要素——感知层、决策层和执行层。

  ●自动驾驶的三大要素●

  感知层

  相当于驾驶员的眼睛和耳朵,由各种各样的传感器来完成对外部环境的判断和识别。

  考虑到复杂的外界场景,多传感器的融合技术是一个趋势。目前主流的有两套传感器系统,一套以雷达和摄像头为主的感知系统,和一套以激光雷达为主的感知系统,两套系统互为备份提供冗余性、覆盖范围和精度上的需求。

  决策层

  相当于驾驶员的大脑,通过控制器对环境的认知以及路径规划进行决策判断。

  L2级别以下的ADAS系统,主要对传感器收集的数据进行筛选和分析;而L3级别以上,需要系统对环境进行认知,参与到路径规划和决策判断中来。

  在此场景下,深度学习算法、大量算力以及存储海量数据的价值就凸显出来了,决策层的关键点就在于车载芯片和算法。

  执行层

  相当于驾驶员的手和脚,来完成车辆制动、转向和驱动。

  自动驾驶的算法和芯片依赖于机械特性强有力的执行来完成决策层的指令,包括以电机为核心驱动的电子转向和电子制动等核心部件。

  在自动驾驶场景下,有关制动系统的要求会更高,自动驾驶需要更快地线控车辆系统,包括电子油门、线控转向以及电子机械制动系统。

5.png

  这三个要素中,每个要素都至关重要,缺一不可。

  其中,核心决策层的研发尤为关键。

  传感器和执行层,可以配置多套冗余系统进行?;?。但是决策层的核心算法如何保证可靠性和安全性,是自动驾驶研发中最为关键的核心讨论点。

  很多IT跨国公司、车企、创业者都把目光聚焦到这个核心算法领域。

  3自动驾驶行业格局

  最近,资讯机构Navigant Research公布了2019自动驾驶领导力排行榜,谷歌母公司Alphabet旗下的Waymo公司拔得头筹。

  至于评判标准,是根据每家公司在「愿景」、「商业化策略」、「合作方」、「量产计划」、「技术」以及「产品持久力」这几个方面的综合表现进行打分排名。

  来源:Navigant Research

  Waymo从2018年的第七位一跃成为今年的第一,从去年开始的大规模商业化试运营应该是其领先的重要原因。

  既然决策层对于自动驾驶技术如此重要,难道一马当先的Waymo公司背后,都是算法工程师吗?

  数字媒体公司The Information对Waymo的组织架构进行了梳理。

  在Waymo的950名员工中,工程研发团队一共610人,其中340人属于软件团队,260人属于硬件工程团队。而在340人的软件团队中,划分是这样的:

7.png

  从软件团队的人员结构可以看出,Waymo最重视基础架构,研发自动驾驶主要依靠的是基础架构设施。这是因为,无论是深度学习还是仿真验证,都需要大量的IT基础架构提供支持。

  4Waymo为何重视IT基础架构?

  为什么基础架构设施这么关键呢?这就要从自动驾驶研发平台遇到的一些挑战说起了。

  .ADAS研发基础架构挑战之一:海量非结构化数据

  ADAS/AD的研发需要基础架构提供海量数据和高带宽的性能。传感器的数据大多是非结构化数据,以图像、视频、点云文件、日志文件为主。面对不同的SAE级别,数据量的要求如下:

  · L2级别的ADAS系统,需要4-10PB的数据和1,000-5,000核的计算资源;

  · L3级别的ADAS系统,需要50-100PB的海量数据和5,000-25,000核的计算资源;

  · 到了L5级别实现完全自动驾驶,需要超过2EB级别的数据量。如果按照1TB的硬盘来计算的话,2EB的数据量相当于200万个1TB的移动硬盘。

8.png

  Q为什么需要这么多数据?

  因为要训练和测试足够多的复杂场景。

  Waymo首席科学家Dargo Anguelov在MIT的深度学习课程中第一次分享了自动驾驶研发遇到的一些挑战和最佳实践。

  其中有几个比较有趣的场景。

9.png

  来源:Waymo

  左图一有几个行人背着木板在行走,图二是一个镜面反射问题,图三是一个人在骑马。在这样的场景下,深度学习如何更好地判断周围环境,不仅仅要求算法对物体进行识别,更要求识别复杂场景的能力。

  Q面对这样的复杂场景,如何保证算法的可靠性呢?

  使用大量标注过的数据对深度学习网络进行监督训练,使得物体感知甚至到对于复杂场景的识别成为可能,这些技术在Waymo自动驾驶研发过程中得到了大规模的应用。

  Dargo也提出,随着Waymo采集数据的场景增多,深度学习的算法也有了更频繁的用处。

  有了这么多数据,如何对其进行管理?如何保证持续增长的数据量能够被研发团队最高效地使用?

  这就是IT技术架构能为ADAS/AD提供的核心竞争力。

10.png

  来源:Waymo

  Q研发基础架构挑战之二——高性能和高带宽的要求

  众所周知,深度学习需要对数据进行训练,而且是多次重复调参的训练。

  要实现成熟的模型算法,仅有算法和数据是不够的,更重要的要达到大量的算力性能要求,一个深度学习模型需要经过多少次计算才能完成一次前馈啊!

  除了大量GPU算力要求,我们还需要利用大量高带宽性能读取真实环境数据,以进行仿真测试。Waymo研发部门每天会进行大量的仿真测试,回放真实采集的环境数据,24×7地进行仿真测试,验证算法的可靠性,确保系统的准确性。

  这些真实环境数据每天都会被分类成不同的场景,从存储中高带宽地读取到HPC服务器上,进行大量的仿真测试。

  除了软件在环(SiL),还有硬件在环的仿真测试。将真实的车载硬件设备加载算法,回放数据,进行硬件在环的仿真测试。

  硬件在环测试平台(HiL)对于数据读取的延迟要求非常高,需要在数百纳秒和数微秒之间。如此小的延迟让硬件在环仿真的实现变得非常具有挑战性,也很难将仿真测试放到公有云上来实现。

  在我们看到的仿真测试场景中,存储带宽要求竟高达800GB/s,这是因为研发团队需要对数据进行并发读取和回写,才能保证研发周期。

11.png

  来源:Waymo

  Q研发基础架构挑战之三—— 长期归档

  自动驾驶汽车对安全性要求非常严苛,大多数汽车制造商不仅要求工程数据必须保留几十年,还要求在必要的时候,数据可以随时恢复到生产环境。

  例如,ADAS系统更新、涉及法律诉讼甚至是召回问题,制造商可以按需获取所需数据,以确定责任划分。

  因此,这些汽车制造商都要求在几天内可以快速恢复PB级别的模拟环境数据。此时,传统的磁带存储归档显然无法胜任,因为数据无法在所需时间内恢复,同时也不太可靠。

  同样地,云存储也无法满足自动驾驶的归档条件。尽管云存储提供了廉价的对象存储,但是在如此巨大的规模上,数据上云的成本就令人望而却步了。

12.png

  5戴尔易安信帮助客户加速ADAS和自动驾驶创新

  面对如此复杂的基础架构要求,突破传统的存储架构将变得非常必要。

  ADAS验证体系结构需要面向未来,这对存储系统提出以下要求:

  · 能够保存海量非结构化的大数据系统;

  · 无缝扩展满足PB级别的数据需求;

  · 提供深度学习和数据准备中数据处理的计算性能需求;

  · 满足AI和仿真测试的高带宽技术,帮助客户从数据中挖掘更多商业价值。

  针对这一系列的要求,戴尔易安信有能力为客户提供一个完整的端到端的ADAS研发解决方案:

  从边缘计算到核心数据中心的数据湖、戴尔易安信完整的网络资源、整合的AI就绪一体机解决方案、仿真平台和代码管理的CI/CD平台、VMware和VxRail的虚拟桌面平台以及针对ADAS研发的元数据管理平台,戴尔易安信可以为提供客户一个完整的端到端的解决方案来加速ADAS研发。

13.png

  其中,戴尔易安信在业界处于领先地位的非结构化数据存储系统——Isilon,能够充分满足ADAS研发的基础架构需求。

  针对海量非结构化数据存储,Isilon可在单个文件系统中将容量从TB级别扩展到PB级别,容量可以在几分钟内添加到现在的Isilon文件系统中,没有?;奔?,不会中断数据可用性,也不会降低性能。

  对于高带宽性能需求,在Isilon的横向扩展技术扩展容量的同时,带宽性能也会实现相应提升,完美满足了ADAS研发团队的需求。

  归档问题上,Isilon的SmartPool功能能够支持数据分层,这个策略决定的自动分层解决方案可以根据项目所处的不同阶段,将数据与最佳价格/性能的存储层进行匹配,把关键热数据保存在性能更高的存储上,冷数据放在更经济高效、密度更高的归档层上。由此满足自动驾驶相关数据的归档需要。

15.png

  Isilon满足了颠覆性的汽车行业客户的研发需求,同时其高性能、高并发性和大规??衫┱剐缘玫搅丝突峡?,帮助其降低了基础架构的试错成本,在无人驾驶汽车研发的进程中发挥着关键作用。

16.png

  如果你想了解更多关于

  自动驾驶汽车领域的最新技术进展

  我们诚邀您参加

  5月6日-7日的

  “AutomotiveTech.AD China”大会

  届时,戴尔易安信将在会上分享

  客户真实案例、具体的技术细节和完整解决方案

  诚邀您的参加!

  Automotive Tech.AD China

  AutomotiveTech.AD China是亚洲汽车自动化的创新知识交流平台,会议将有150多位与会者出席,包括工程师、产品经理、高级驾驶员辅助系统(ADAS)专家、车辆控制、动力学底盘系统主管人员、V2X与传感器融合工程师、软件开发人员、机器学习大师级人物、模拟以及功能安全专家等。

  在这里,行业驱动用例、解决方案研究和交互式研讨会,将为您提供有关自动驾驶测试和验证、传感器融合、深度驱动、操作安全系统、认知载体、软件架构等方面的深度见解。

  加入Tech.AD,了解更多客户真实案例、具体技术细节以及完整的戴尔易安信自动驾驶解决方案,报名Tech.AD,一起交流您的自动驾驶路线图!

  时间

  2019年5月6日-7日

  地点

  上海虹桥元一希尔顿酒店

  报名方式

  长按下方二维码即可报名

  ▼▼▼

17.jpg

最近更新
科普

科普图集
从《中国互联网+指数报告(2018)》看数字经济

从《中国互联网+指数报告(2018)》看数字经济>>详情

“互联网+”的这些新变化,你知道吗?

“互联网+”的这些新变化,你知道吗?>>详情

邮件订阅

软件信息化周刊
比特软件信息化周刊提供以数据库、操作系统和管理软件为重点的全面软件信息化产业热点、应用方案推荐、实用技巧分享等。以最新的软件资讯,最新的软件技巧,最新的软件与服务业内动态来为IT用户找到软捷径。
商务办公周刊
比特商务周刊是一个及行业资讯、深度分析、企业导购等为一体的综合性周刊。其中,与中国计量科学研究院合力打造的比特实验室可以为商业用户提供最权威的采购指南。是企业用户不可缺少的智选周刊!
网络周刊
比特网络周刊向企业网管员以及网络技术和产品使用者提供关于网络产业动态、技术热点、组网、建网、网络管理、网络运维等最新技术和实用技巧,帮助网管答疑解惑,成为网管好帮手。
服务器周刊
比特服务器周刊作为比特网的重点频道之一,主要关注x86服务器,RISC架构服务器以及高性能计算机行业的产品及发展动态。通过最独到的编辑观点和业界动态分析,让您第一时间了解服务器行业的趋势。
存储周刊
比特存储周刊长期以来,为读者提供企业存储领域高质量的原创内容,及时、全面的资讯、技术、方案以及案例文章,力求成为业界领先的存储媒体。比特存储周刊始终致力于用户的企业信息化建设、存储业务、数据?;び肴菰止菇ㄒ约笆莨芾聿渴鸬确矫娣?。
安全周刊
比特安全周刊通过专业的信息安全内容建设,为企业级用户打造最具商业价值的信息沟通平台,并为安全厂商提供多层面、多维度的媒体宣传手段。与其他同类网站信息安全内容相比,比特安全周刊运作模式更加独立,对信息安全界的动态新闻更新更快。
新闻中心热点推荐
新闻中心以独特视角精选一周内最具影响力的行业重大事件或圈内精彩故事,为企业级用户打造重点突出,可读性强,商业价值高的信息共享平台;同时为互联网、IT业界及通信厂商提供一条精准快捷,渗透力强,覆盖面广的媒体传播途径。
云计算周刊
比特云计算周刊关注云计算产业热点技术应用与趋势发展,全方位报道云计算领域最新动态。为用户与企业架设起沟通交流平台。包括IaaS、PaaS、SaaS各种不同的服务类型以及相关的安全与管理内容介绍。
CIO俱乐部周刊
比特CIO俱乐部周刊以大量高端CIO沙龙或专题研讨会以及对明星CIO的深入采访为依托,汇聚中国500强CIO的集体智慧。旨为中国杰出的CIO提供一个良好的互融互通 、促进交流的平台,并持续提供丰富的资讯和服务,探讨信息化建设,推动中国信息化发展引领CIO未来职业发展。
IT专家网
IT专家新闻邮件长期以来,以定向、分众、整合的商业模式,为企业IT专业人士以及IT系统采购决策者提供高质量的原创内容,包括IT新闻、评论、专家答疑、技巧和白皮书。此外,IT专家网还为读者提供包括咨询、社区、论坛、线下会议、读者沙龙等多种服务。
X周刊
X周刊是一份IT人的技术娱乐周刊,给用户实时传递I最新T资讯、IT段子、技术技巧、畅销书籍,同时用户还能参与我们推荐的互动游戏,给广大的IT技术人士忙碌工作之余带来轻松休闲一刻。