DRIVE Labs “常學(xué)常新”系列之「入門篇」：自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)功能

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始發(fā)站：自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)功能

伴隨自動(dòng)駕駛技術(shù)的出現(xiàn)與不斷成熟，自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)走進(jìn)人們的日常生活之中。放眼未來，自動(dòng)駕駛功能不僅可以“解放雙手”，還能“解放雙眼”，甚至“解放大腦”。為了讓讀者更好地了解自動(dòng)駕駛，NVIDIA DRIVE 團(tuán)隊(duì)推出 DRIVE Labs “常學(xué)常新”系列，以一輛自動(dòng)駕駛汽車從出發(fā)到最終目的地為線索，分 8 期主題，解析自動(dòng)駕駛汽車如何一路“過關(guān)斬將”，以及 NVIDIA 技術(shù)與產(chǎn)品在不同場(chǎng)景中提供的支持。

本期是第一期“入門篇—自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)功能”。新年第一跑，出發(fā)！

駕駛 NVIDIA 自動(dòng)駕駛汽車

將一輛傳統(tǒng)汽車變成自動(dòng)駕駛汽車是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。NVIDIA 通過構(gòu)建自動(dòng)駕駛的基礎(chǔ)模塊（將其分為感知、定位和規(guī)劃/控制軟件）以及應(yīng)用高性能計(jì)算來解決這個(gè)問題。為了測(cè)試和驗(yàn)證 NVIDIA DRIVE 自動(dòng)駕駛軟件，NVIDIA 除通過仿真測(cè)試以外還進(jìn)行了實(shí)際的道路測(cè)試。以上視頻就展示了搭載 NVIDIA DRIVE 自動(dòng)駕駛軟件的測(cè)試車輛，在 NVIDIA 加州總部附近進(jìn)行自動(dòng)駕駛的情況。

感知軟件

自動(dòng)駕駛汽車?yán)?AI 來“看見”世界。簡(jiǎn)單來說，感知就是讓自動(dòng)駕駛汽車能夠看到路況的功能。通過接收原始傳感器數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為對(duì)當(dāng)下世界以及我們所處的駕駛場(chǎng)景的語(yǔ)義理解。

深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）是構(gòu)建 NVIDIA 感知軟件的核心模塊，這類算法是根據(jù)人類大腦的運(yùn)行方式設(shè)計(jì)并能夠通過經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)模型。自動(dòng)駕駛汽車可以利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN），實(shí)現(xiàn)不同功能：

• 借助 DriveNet DNN 實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物（例如，汽車與行人）的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)理解，并同時(shí)計(jì)算車輛與這些障礙物的距離；

• 使用 LaneNet DNN 檢測(cè)車道信息；

• 利用 WaitNet DNN、LightNet DNN 和 SignNet DNN 檢測(cè)和分類需要等待的情況，比如交叉路口、交通信號(hào)燈和交通標(biāo)志等；

• OpenRoadNet DNN 會(huì)檢測(cè)場(chǎng)景中障礙物周圍的自由空間；

• 在后臺(tái)運(yùn)行 ClearSightNet DNN，以評(píng)估攝像頭是否清晰，是否被遮擋或遮蓋。

這些豐富的感知功能都會(huì)在 NVIDIA 的規(guī)劃控制軟件上使用，支持汽車的自動(dòng)駕駛操作。

定位軟件

自動(dòng)駕駛汽車在行駛過程中，除了需要“看懂”周圍環(huán)境之外，了解其在路上所處的位置也十分重要，因而定位功能也必不可少。自動(dòng)駕駛汽車可通過定位信息準(zhǔn)確地了解自己在路上的位置，并制定車道行駛計(jì)劃，包括進(jìn)行變道操作等?；诙ㄎ还δ?，自動(dòng)駕駛汽車能夠規(guī)劃出抵達(dá)目的地的合理線路，預(yù)計(jì)到達(dá)目的地的時(shí)間（ETA），并沿著所創(chuàng)建的車道行駛規(guī)劃對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。

在行駛期間，相信自動(dòng)駕駛汽車能夠利用數(shù)據(jù)感知并選擇正確的行駛路徑至關(guān)重要。我們將這種信任稱為路徑感知可靠性。對(duì)于 L2+ 級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來說，實(shí)時(shí)評(píng)估路徑感知可靠性意味著評(píng)估該系統(tǒng)是否知道何時(shí)進(jìn)行安全的自主操作，以及何時(shí)應(yīng)該將操作權(quán)移交給人類駕駛員。

NVIDIA 通過集成的方式，將多個(gè)路徑感知 DNN、障礙物感知與車輛的追蹤功能結(jié)合在一起，也就是視頻演示中多次提到的路徑感知集成，幫助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)所有潛在路徑進(jìn)行評(píng)估，包括車輛所處車道以及車輛左右車道的中心路徑及車道線預(yù)測(cè)，變道、分道及并道，以及遇到障礙物時(shí)的車道分配，從而保障安全可靠的自動(dòng)駕駛操作。在下一期感知專題，我們將更詳細(xì)地介紹相關(guān)內(nèi)容。

規(guī)劃/控制軟件

自動(dòng)駕駛汽車在上路后，能夠使用感知和定位所提供的輸入數(shù)據(jù)，利用規(guī)劃和控制層實(shí)現(xiàn)獨(dú)立行駛。規(guī)劃軟件通過感知和定位的結(jié)果以確定讓汽車完成特定操作所需的物理軌跡。

比如視頻中演示的自主變換車道操作中，規(guī)劃軟件先利用環(huán)繞攝像頭和雷達(dá)感知進(jìn)行變道操作安全檢查，而后通過計(jì)算得出變道的橫向路徑計(jì)劃，再通過控制軟件發(fā)出指令以執(zhí)行車道變換規(guī)劃。

NVIDIA DRIVE 端到端平臺(tái)是用于運(yùn)行這些組件的平臺(tái)。該平臺(tái)可以實(shí)時(shí)同步運(yùn)行功能多樣的 360 度環(huán)繞感知，定位以及規(guī)劃和控制軟件。這些組成部分共同創(chuàng)造了多樣性和冗余，以實(shí)現(xiàn)安全的自動(dòng)駕駛。

以上就是本期全部?jī)?nèi)容。希望大家喜歡本次的自動(dòng)駕駛之旅。點(diǎn)擊“閱讀原文”，觀看更多 NVIDIA DRIVE Labs & Dispatch 視頻，了解 NVIDIA DRIVE 軟件如何助力自動(dòng)駕駛。

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