許多技術(shù)方向的同學(xué)對人工智能既愛又畏懼,一方面覺得這是未來,另一方面又覺得很難而不敢觸碰。懂工程的同學(xué)做算法時(shí)有很大的畏懼感,而專注算法的同學(xué)又常常容易陷入某個(gè)算法而缺乏工程落地能力。這次筆者以一個(gè)從業(yè)者角度來與大家聊一下如何入門無人駕駛/機(jī)器人行業(yè),在實(shí)戰(zhàn)中成長為算法,工程,產(chǎn)品貫通的 AI 全棧人才。
為什么需要無人駕駛?
首先,我們探討下無人駕駛究竟是如何提高人類社會(huì)的效率?
第一是無人駕駛對環(huán)境的影響:每輛傳統(tǒng)車每年平均排放5噸的二氧化碳,以美國為例有2.5億臺(tái)車,每年二氧化碳排放就有12.5億噸。而如果使用中央調(diào)度的無人新能源車,那么總排放量可以被降低到0.6億噸,效果十分驚人。
然后我們看看無人駕駛對安全的影響:人類駕駛員每駕駛100萬英里的里程,平均會(huì)發(fā)生4.2次意外,全球每年會(huì)產(chǎn)生大約1300萬次事故。如果我們能把無人駕駛每100萬英里的事故率控制在1次以內(nèi),那么總事故數(shù)會(huì)被控制在300萬左右?,F(xiàn)在每年全球車禍死亡人數(shù)超過百萬,所以無人駕駛的普及可以每年在全球挽救幾十萬甚至上百萬的生命。
最后我們了解下無人駕駛對經(jīng)濟(jì)的影響:由于減少碳排放,無人駕駛普及每年可減少3000億美金的經(jīng)濟(jì)損失。另外,每次車禍帶來的經(jīng)濟(jì)損失平均為3000美金,那么如果通過無人駕駛實(shí)現(xiàn)每100萬英里的車禍率在1次以內(nèi)的安全目標(biāo),每年也可以減少3000億美金的經(jīng)濟(jì)損失。
兩者相加,無人駕駛普及后每年至少可以減少6000億美金的經(jīng)濟(jì)損失,這基本相當(dāng)于瑞士的GDP,如果按全球國家GDP排行榜可以排進(jìn)前20左右。
在手機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)無人駕駛
假設(shè)你是一位Android手機(jī)開發(fā)者,想投身無人駕駛行業(yè),你需要的最重要的條件不是熟悉某個(gè)技術(shù)點(diǎn),而是要有足夠的好奇心去探索了解新的技術(shù)與克服困難的勇氣。 一年前我們探索過一個(gè)好玩的課題,如果用一個(gè)手機(jī)平臺(tái),是否可以支撐起無人駕駛的作業(yè)?
于是我們使用了Android手機(jī)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了一些比較簡單的無人駕駛功能,主要是用視覺來做。
我們深入聊下無人駕駛的技術(shù),無人駕駛并不是單點(diǎn)的技術(shù),而是多個(gè)技術(shù)的整合。 無人駕駛的整體技術(shù)架構(gòu),大概可以分為三大模塊:算法、系統(tǒng)以及云平臺(tái)。
在車輛端,上層是算法模塊,包括傳感(如何更好的獲取環(huán)境數(shù)據(jù))、感知(如何更好的理解車輛周圍環(huán)境,包括定位,物體識(shí)別,物體追蹤)以及決策(在了解環(huán)境后如何更好的做出決策,包括路徑規(guī)劃,行為預(yù)測和障礙物躲避等)三個(gè)部分;下層則是操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)。而在云端,則有一個(gè)無人駕駛的云平臺(tái),其上囊括了高精地圖、模型訓(xùn)練、模擬計(jì)算以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等幾塊內(nèi)容。
另外,有三個(gè)點(diǎn)是無人駕駛落地核心:
1.感知技術(shù)突破是關(guān)鍵
如果將無人駕駛汽車比作人,可以如此理解它的關(guān)鍵模塊——感知模塊為眼睛,汽車依靠由攝像頭、雷達(dá)、GPS等一系列部件組成的感知模塊去感知路況;中央決策模塊如大腦,包括路徑規(guī)劃、導(dǎo)航、信息融合和路徑跟蹤等,通過對由感知模塊搜集的信息進(jìn)行整合、分析,作出自主駕駛、避障、超車等決策;底層控制模塊似手腳,控制車輛行駛速度、角度,按照決策的路線安全行駛。
可見,與人手動(dòng)駕駛汽車一樣,無人駕駛汽車所有關(guān)于路況信息的收集、路徑分析規(guī)劃、操控決策的制定,全部依賴于感知模塊這雙“眼睛”的視力。
2.成本
成本直接關(guān)系到車輛的銷售價(jià)格,雷達(dá)是感知模塊中必不可少的部件之一。據(jù)稱,谷歌無人汽車目前使用的激光雷達(dá)售價(jià)高達(dá)8萬美元。
毫米波雷達(dá)比激光雷達(dá)精度低、可視范圍的角度小,但毫米波雷達(dá)的成本遠(yuǎn)低于激光雷達(dá)。激光雷達(dá)能夠依靠激光遇到障礙后的折返時(shí)間計(jì)算出物體與車體之間的相對距離,生成物體的3D輪廓,構(gòu)建汽車周圍環(huán)境的高精度地圖,并可對周圍環(huán)境進(jìn)行360度的掃描。目前在純無人駕駛領(lǐng)域,激光雷達(dá)使用較多,輔助駕駛領(lǐng)域則更多使用毫米波雷達(dá)。
3.法規(guī)
根據(jù)法規(guī)草案,廠商需要展示無人駕駛是如何執(zhí)行的,在失敗時(shí)如何應(yīng)對;這些汽車如何被測試,所有研發(fā)無人駕駛的企業(yè)需要公開汽車表現(xiàn)評(píng)估,并讓執(zhí)法部門和其他公司一起評(píng)估。
一些細(xì)節(jié)也有要求,如車主隱私方面,用車數(shù)據(jù)被搜集,制造商需告知車主,而車主有權(quán)拒絕;系統(tǒng)安全方面,無人駕駛車輛在軟件無法運(yùn)作,將發(fā)生車禍等情況下如何回應(yīng);數(shù)據(jù)安全方面,廠商需保護(hù)系統(tǒng)安全,免于被黑客干擾;人為介入方面,制造商需考慮讓無人駕駛車具有與行人和其他路上車輛溝通的能力;偵測和回應(yīng)方面,廠商需展示無人駕駛汽車如何應(yīng)對倒下的樹木,或任何突然發(fā)生的意外事件等。該草案還要求提供消費(fèi)者教育。
為更好的服務(wù)工程師,11月22日,“2017 汽車質(zhì)量功能安全高峰論壇”將在福州舉行,此次將再次攜手業(yè)內(nèi)權(quán)威人士共同關(guān)注汽車質(zhì)量安全等行業(yè)熱門話題,圍繞著汽車行業(yè)最新技術(shù)動(dòng)向,產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,開放創(chuàng)新路徑,以汽車安全、環(huán)保、節(jié)能等為主題展開深度研討,共同推動(dòng)汽車行業(yè)的安全有序發(fā)展。