在世界人工智能大會的現場,仙途智能展示了其無人駕駛環衛車。這輛無人環衛車是面向開放道路行駛的,搭載有5顆16線Velodyne激光雷達,4顆1080P高清攝像頭(前視兩顆為深度學習使用),2顆24G大陸的毫米波雷達,前向監控用的攝像頭。
這些傳感器,主要是通過一個裝載在車頂上的固定支架,對汽車改動并不大,車內目前使用的是工控機的方案,處理器使用了NVIDIA的芯片。
這輛車是一款長約6米,重約5.8噸的中型環衛車,而公司目前可覆蓋3-16噸的環衛車型。無人環衛車是自動駕駛商業化落地的一個重要方向,這款車可以面向開放道路,政府以及環衛部門對這種車興趣很大,但主要關心的點,還在于整個系統的成本。
如何平衡系統的安全、高效、穩定、易用、廉價,成了目前自動駕駛公司急需解決的問題。
autowise.ai(上海仙途智能科技有限公司)成立于2017年7月24日,是一家專注無人駕駛技術研發的公司,無人駕駛環衛是其技術落地方向。公司于2018年1月獲得紅點中國獨家天使投資,2018年8月20日獲得啟迪匯、紅點創投中國基金的A輪融資。
團隊核心人員主要來自各大互聯網公司和車企,包括Google、百度、滴滴、通用、沃爾沃等,在無人駕駛、AI、出行網絡、大數據等領域擁有深厚積累。
CEO黃超曾百度研究院從事大規模機器學習、分布式計算等相關研發工作,參與和負責多項核心業務研發,包括鳳巢、網盟CTR預估,PageRank,萬億參數神經網絡,機器學習算法平臺等;后在滴滴負責無人駕駛項目,任職項目負責人和首席工程師。
從組建團隊開始,僅一年時間即完成城市道路和高速多種路況下的路測。
冗余傳感器的必要性
定位于開放道路的中型無人環衛車,搭載的傳感器不可謂不多,但每一個傳感器都有其特定的用途。
五顆16線激光雷達,主要分為前向的三顆和側向的兩顆,總體而言都是為了感知周圍環境,但在實際的功能上,又各有側重。
前向的三顆主要是為了感知前向以及汽車左右側前方的環境,激光雷達實際有效的感知距離,在100米上下,因此能夠覆蓋的行駛速度、以及障礙物距離,也比較有限。因此如果面對的是開放道路,三顆前向的激光雷達,是必不可少的。
這種做法事實上也在其它自動駕駛公司的方案上有所體現,三顆中低線束的激光雷達正在成為趨勢。
其中一方面的原因就是,16線的激光雷達價格在去年有一次明顯的價格下降;其次針對前向的探測,三顆激光雷達的布局,能夠最大限度的避免盲區,以及在傳感器的硬件冗余上,留有了余地,即使其中一顆出現故障,系統也不至于立馬失效。
環衛車兩側的激光雷達,則主要是為了覆蓋環衛車特殊的工作場景。環衛車工作時,需要沿著馬路路沿行駛,這時候對環境感知的精度、準確性就有了苛刻的要求。
感知的誤差如果即使在厘米級,都不能容忍,必須要能夠達到穩定可靠的高精度感知。側向的激光雷達,完成的就是這一部分工作。
傳統的GPS、IMU導航,定位精度雖然號稱厘米級,但在實際使用過程中,經常會有不小的誤差。而這對于在開放道路行駛的無人環衛車而言,是不能容忍的。多激光雷達的存在,不僅可以輔助攝像頭更精確的感知環境,同時也能采集高精地圖,相當于為行駛上了雙保險。
兩顆側向的攝像頭,也是為了更準確的感知環境。而前向的兩顆攝像頭,是基于深度學習,覆蓋不同距離的視覺方案。這種做法在業內較為少見,常見的是單目或者三目的深度學習方案。而autowise之所以使用兩顆深度學習的攝像頭,主要是考慮到環衛車行駛的速度,使用的場景。
前后兩顆的毫米波雷達,主要是為了前后車防碰撞的預警,既是一個融合傳感器方案,又有冗余的功用。
談到冗余,公司的處理器也有冗余的硬件系統,這也有別于其他的自動駕駛公司。因為是直接面向開放道路,且會實際運行,因此軟硬件上的冗余,就成了不得不做的事。
Autowise的處理器方案,還是工控機的。之所以沒有使用一些常見的自研硬件電路板集成方案,是因為環衛車使用的環境惡劣,震動頻繁、溫度高,目前滿足L4級的算力平臺只有NVIDIA的處理器,但其并不具備車規標準。初創公司也難以幫其做車規的改進,因此剛開始工控機的方案更容易把控。
軟件算法上做減法
除了硬件的感知部分,在軟件的算法上,環衛車也有自己的特殊性。無人環衛車相比于傳統的無人乘用車,在軟件算法層面,是做了減法的。
首先,環衛車的行駛速度,會低于普通的車輛。因此,對于整體的感知、決策規劃上的時間,會寬容許多。相應的在面對緊急情況時,有更多的反饋余地。因此,環衛車實際上比傳統乘用車的算法,要簡單一些。
當然做無人駕駛,在技術上有許多共通的地方。從無人環衛車切入,是因為這個場景更容易商業化落地。
但autowise實際上也在乘用車的無人駕駛上,積累技術。其現在環衛車的無人駕駛系統,就是來源于公司基于VV5的無人駕駛系統的技術積累,這些技術的積累也不會停止,未來將繼續進行下去。
雖然,基于安全,系統穩定性的考慮,開放道路的無人環衛車,目前所需要的這套軟硬件方面價格不菲,但這也是必須的。而針對不同的場景,傳感器的配置上也可以進行減法。
比如環境不是開放的,行駛過程中對側向的要求不高,可以對側向傳感器做減法。如果對于后向的碰撞預警不關心,那么也可以去掉相應的傳感器。
當然,縱使如此,整體的方案成本,還是價格高昂。對于環衛部門,以及城市管理方而言,無人環衛車的功能非常誘人,但價格同樣感人。無人環衛車以目前的附加成本,想要拿下訂單,必須要能實現現有環衛車運營成本上的減計。比如人工成本、零部件損耗成本等等。
但迫于法律法規,技術發展的階段性等原因,這些附加值還難以凸顯。不過,值得欣慰的是,政府部門對這樣的技術非常感興趣,樂于嘗試。
因此無人環衛車的發展,可能會先是以點帶面,從少數示范應用,到更多地方使用的一個過程。這個過程,會隨著技術的成熟、硬件成本、規模化等因素,影響整個進程的時間。
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原文標題:無人駕駛環衛車的加法和減法 | GGAI視角
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