谷歌Waymo團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)出一種新的仿真測(cè)試器SurfelGAN

據(jù)悉，Google自動(dòng)駕駛汽車公司Waymo最近研究出了一個(gè)新的仿真測(cè)試方法，名叫SurfelGAN。這種方法可以利用自動(dòng)駕駛汽車收集的傳感器數(shù)據(jù)，通過(guò)AI生成用于仿真的攝像頭圖像。

Waymo進(jìn)行了一系列測(cè)試來(lái)評(píng)估SurfelGAN的表現(xiàn)。結(jié)果表明，當(dāng)SurfelGAN生成的圖像提供給車輛探測(cè)器時(shí)，最高質(zhì)量的合成圖像達(dá)到了與真實(shí)圖像相同的標(biāo)準(zhǔn)。

Waymo被公認(rèn)為是世界領(lǐng)先的自動(dòng)駕駛汽車研發(fā)商，其自研的Carcraft仿真器立下了無(wú)數(shù)功勞。這次帶來(lái)的新方法SurfelGAN又是怎樣的水平？

借力新型仿真技術(shù)向高階進(jìn)發(fā)

谷歌Waymo能夠成為自動(dòng)駕駛行業(yè)領(lǐng)軍者，仿真測(cè)試技術(shù)功不可沒(méi)。谷歌高級(jí)軟件工程師詹姆斯·斯托特于2013年加入Waymo團(tuán)隊(duì)，而后開(kāi)發(fā)了被稱作是W谷歌自動(dòng)駕駛“秘密武器”的Carcraft仿真測(cè)試技術(shù)。

自動(dòng)駕駛汽車對(duì)于環(huán)境與路況的感知能力至關(guān)重要，這就涉及傳感器的有效工作。谷歌傳感器仿真技術(shù)分為三個(gè)部分：可全天候工作進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)距的激光雷達(dá)、在長(zhǎng)距離和低亮度等多種情境下完成協(xié)作的視覺(jué)系統(tǒng)，以及利用毫米波來(lái)感知物體及其運(yùn)動(dòng)的雷達(dá)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物理信號(hào)、原始信號(hào)和傳感器目標(biāo)進(jìn)行仿真。據(jù)悉，在此技術(shù)基礎(chǔ)上，Waymo可以在一天之內(nèi)實(shí)現(xiàn)在路況特別復(fù)雜地方成千上萬(wàn)次模擬駕駛。

SurfelGAN，指的是Surface Elements——表面元素和Generative Adversarial Networks ——生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)。Waymo提出的這個(gè)方法是通過(guò)掃描目標(biāo)環(huán)境，重建一個(gè)由大量有紋理的Surfel構(gòu)成的場(chǎng)景，然后再通過(guò)GAN生成逼真的相機(jī)圖像，用來(lái)獲取位置和方向。

“谷歌在仿真系統(tǒng)里進(jìn)行了新版本的推介，把以前的數(shù)據(jù)拿出來(lái)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，希望向高處進(jìn)階?！敝袊?guó)生產(chǎn)力促進(jìn)中心協(xié)會(huì)常務(wù)副秘書長(zhǎng)王羽在接受采訪時(shí)指出，谷歌在車輛自動(dòng)化能力上處于世界領(lǐng)先水平，因此若要向更高層級(jí)進(jìn)階就要提高仿真測(cè)試的能力。谷歌入局自動(dòng)駕駛較早，積累的深度學(xué)習(xí)場(chǎng)景比較多，這次提出新方法是提升現(xiàn)有自動(dòng)駕駛水平的一次進(jìn)階實(shí)驗(yàn)。

各廠商齊心押注仿真測(cè)試

提到自動(dòng)駕駛車輛，車載芯片、顯示、內(nèi)設(shè)功能更容易成為大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。殊不知，仿真測(cè)試是自動(dòng)駕駛車輛研發(fā)過(guò)程中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。

如今，百度APOLLO、阿里巴巴、騰訊、華為等國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍的科技企業(yè)都扎進(jìn)了自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試的“藍(lán)?！敝校降资鞘裁次司揞^們的目光？

百度在2017年開(kāi)源了APOLLO自動(dòng)駕駛平臺(tái)， 一系列重要的開(kāi)放能力都是基于云端服務(wù)平臺(tái)，包括高精地圖服務(wù)、仿真引擎、安全服務(wù)等。騰訊也在同年開(kāi)始研發(fā)模擬仿真平臺(tái)的三維場(chǎng)景及傳感器仿真、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)交通流模擬豐富的測(cè)試場(chǎng)景、場(chǎng)景型云仿真及虛擬城市型云仿真并行等核心能力。2019年4月，華為自動(dòng)駕駛云服務(wù)Octopus亮相上海車展，仿真測(cè)試是其中一項(xiàng)服務(wù)能力。今年2月，阿里巴巴發(fā)布了自動(dòng)駕駛“混合式仿真測(cè)試平臺(tái)”，采用虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的仿真技術(shù)，引進(jìn)真實(shí)路測(cè)場(chǎng)景和云端訓(xùn)練師。至此，百度、騰訊、華為、阿里巴巴四大科技公司全部入局自動(dòng)駕駛仿真平臺(tái)。

今年6月，百度發(fā)布“Apollo Scape”， 宣布其可模擬在同一條道路上行駛的數(shù)十輛車輛的復(fù)雜場(chǎng)景，可幫助自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)人員有效地檢查和優(yōu)化預(yù)測(cè)，進(jìn)行決策和路徑規(guī)劃，是百度駕駛仿真技術(shù)的一次升級(jí)優(yōu)化。從業(yè)務(wù)生態(tài)來(lái)看，百度開(kāi)源平臺(tái)主要為自身的APOLLO業(yè)務(wù)提供支撐。

騰訊意在擴(kuò)張?jiān)品?wù)生態(tài)。騰訊在2019年舉辦的騰訊技術(shù)開(kāi)放日·自動(dòng)駕駛專場(chǎng)上曾分享過(guò)基于云平臺(tái)的自動(dòng)駕駛服務(wù)。騰訊表示，其云平臺(tái)產(chǎn)品可以為自動(dòng)駕駛研發(fā)團(tuán)隊(duì)提供測(cè)試驗(yàn)證、模型驗(yàn)證、管理調(diào)度、高精地圖等“一條龍”服務(wù)。

阿里巴巴欲構(gòu)建完整產(chǎn)業(yè)鏈。BAT中，阿里巴巴入局較晚，卻帶著全局謀略的眼光，在高精地圖、車載操作系統(tǒng)、算法、芯片、仿真測(cè)試等自動(dòng)駕駛各個(gè)環(huán)節(jié)布局成篇，形成了相對(duì)完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

華為開(kāi)發(fā)了MDC車載計(jì)算平臺(tái)，與Octopus自動(dòng)駕駛云服務(wù)相結(jié)合構(gòu)建生態(tài)，則可在仿真測(cè)試市場(chǎng)占據(jù)一席之地。

各巨頭齊心在仿真測(cè)試上下注，那么仿真測(cè)試平臺(tái)對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)是什么？

騰訊自動(dòng)駕駛仿真業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人孫馳天公開(kāi)表示，自動(dòng)駕駛仿真平臺(tái)可以很好地解決自動(dòng)駕駛在數(shù)據(jù)采集標(biāo)注和測(cè)試驗(yàn)證方面的兩大痛點(diǎn)：一是真實(shí)數(shù)據(jù)集的采集和標(biāo)注，仿真系統(tǒng)有一個(gè)天生的優(yōu)勢(shì)，自帶所有的場(chǎng)景元素真值，可自動(dòng)生成車輛、行人、建筑等各種真實(shí)情景下的元素，無(wú)需再進(jìn)行標(biāo)注，可以有效降低成本，只需承擔(dān)算力和電力的成本。二是測(cè)試驗(yàn)證方面，仿真測(cè)試通過(guò)虛擬場(chǎng)景模擬來(lái)完成算法開(kāi)發(fā)和回歸測(cè)試，更加安全和節(jié)約成本。

掌握仿真平臺(tái)意味著什么？

從技術(shù)角度來(lái)講，自動(dòng)駕駛是一門非常復(fù)雜的學(xué)科，幾十年的發(fā)展時(shí)間里，目前世界范圍內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)僅達(dá)到實(shí)現(xiàn)車輛在既定路線自動(dòng)化駕駛的水平。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)高投入高風(fēng)險(xiǎn)但回報(bào)慢的研究。因此如何降低成本，快速獲取回報(bào)就成為了企業(yè)為了避免損失而考慮的重點(diǎn)。

“單一產(chǎn)品、車輛和技術(shù)服務(wù)收益有限?！蓖跤鹬赋?，自動(dòng)駕駛汽車尚未達(dá)到大規(guī)模量產(chǎn)階段，還處于科技探索、競(jìng)賽的階段。在這個(gè)過(guò)程中，訓(xùn)練車輛積攢的數(shù)據(jù)可以開(kāi)發(fā)成軟件銷售。一方面可以滿足自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)需求，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)階段性的商業(yè)化?！斑@是一體兩翼的事情，既可以豐富訓(xùn)練庫(kù)，又可以減輕成本和壓力?！蓖跤鹫f(shuō)道。

從產(chǎn)業(yè)的角度來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試技術(shù)是自動(dòng)駕駛車輛測(cè)試的基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)，也是未來(lái)行業(yè)定義自動(dòng)駕駛車輛相關(guān)開(kāi)發(fā)流程與技術(shù)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)工具?？梢哉f(shuō)，對(duì)于自動(dòng)駕駛研發(fā)商來(lái)說(shuō)，深入仿真測(cè)試技術(shù)也是在競(jìng)爭(zhēng)自動(dòng)駕駛標(biāo)準(zhǔn)制定者的位置。

目前世界范圍內(nèi)，各大企業(yè)都在開(kāi)發(fā)自己的自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試技術(shù)，車廠傾向于網(wǎng)羅所有評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)的仿真產(chǎn)品對(duì)車輛進(jìn)行測(cè)試，這樣做的長(zhǎng)處在于滿足車廠用不同尺度來(lái)衡量同樣的問(wèn)題，以獲取較優(yōu)解。然而各家開(kāi)發(fā)的仿真產(chǎn)品各有不同，目前也沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。

王羽指出，仿真測(cè)試能夠幫助車輛在研發(fā)階段解決大量的問(wèn)題，到路測(cè)階段等于是進(jìn)入到了矯正階段，從而有效縮短自動(dòng)駕駛研發(fā)周期和成本。仿真軟件要做到取長(zhǎng)補(bǔ)短，但廠商使用的測(cè)試軟件各不一樣，共享和融合意識(shí)不強(qiáng)烈。把所有的數(shù)據(jù)集成在一起才能夠促進(jìn)技術(shù)力量的增強(qiáng)，共享和標(biāo)準(zhǔn)化不完善的問(wèn)題是提升仿真技術(shù)的阻礙，也一定程度上制約了自動(dòng)駕駛的發(fā)展。
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