加入星计划,您可以享受以下权益:

  • 创作内容快速变现
  • 行业影响力扩散
  • 作品版权保护
  • 300W+ 专业用户
  • 1.5W+ 优质创作者
  • 5000+ 长期合作伙伴
立即加入
  • 正文
    • 算法篇:自动驾驶的大脑
    • 硬件篇:如无必要,勿增实体
    • 靠谱的自动驾驶,具备哪些特点?
  • 推荐器件
  • 相关推荐
  • 电子产业图谱
申请入驻 产业图谱

为什么我们还不敢用自动驾驶?

2023/03/30
2806
阅读需 13 分钟
加入交流群
扫码加入
获取工程师必备礼包
参与热点资讯讨论

人工智能未来会取代哪些行业和岗位?

从前的人工智能,是有多少人工、就有多少智能。但随着ChatGPT横空出世,成为历史上最快达到一亿日活的应用,颠覆了人们的认知,也引发人们对人工智能未来潜力的重新思考。其中人们最常问的问题是,人工智能未来会取代哪些岗位呢?

我真的问了一下ChatGPT,它给了我四个“高危”岗位,分别是传统的工厂工人、金融和保险领域的分析师、职业司机和送货员、以及电话销售员和客服。

我能理解人工智能会取代一些劳动力密集的岗位,比如我们现在接到的绝大部分骚扰电话都是用AI模仿人的声音打的。但我真的不确定,人工智能是否能在短期内取代司机。我拿着这个结果问了很多周围的朋友,他们认为自动驾驶最大的“问题”就是我们不敢用——起码在老百姓眼中,我们其实连辅助驾驶都不敢用,更不用说自动驾驶了。

所以问题就来了,要取代人类司机,自动驾驶技术真的准备好了吗?一个靠谱的自动驾驶或者辅助驾驶系统,到底应该包含哪些部分?今天这篇文章,我们就从算法和硬件两个角度一起来看一下。

算法篇:自动驾驶的大脑

自动驾驶,是人工智能在汽车领域的最重要的应用。一方面,自动驾驶可以说是各种人工智能技术的集大成者,另一方面,自动驾驶对于中国来说有着重要意义,我们一个一个说。

从技术的角度来看,自动驾驶包含三大系统:感知、决策和执行,分别对应着我们人的眼睛、大脑和四肢。具体来说,通过加装摄像头激光雷达毫米波雷达传感器设备,让汽车能自动感知周围的环境,并收集大量的数据。决策层通过把这些感知到的数据进行分析,判断当前应该执行哪些操作,并且规划最合理的行驶路线。最后把决策传递给执行层,完成转向、加油、刹车等实际的行驶动作。

从人工智能算法的角度分析,感知算法包括图像分类、目标检测、图像分割、目标测量等;决策算法包括定位建图、以及各种规划导航和控制算法等等。每个其实都是典型的人工智能算法大类中的一个个点技术,就像一个大圈里的一个个小点,然后这些AI的点技术汇聚起来,就构成了自动驾驶的技术体系。所以我们说,自动驾驶是各种人工智能技术的集大成者。

再看另一方面,自动驾驶和智能汽车对于中国来说有着特殊而重要的意义,那就是为中国的新能源车企提供了换道超车的机会。注意不是弯道超车,而是换道超车。之前我们说过,会开车的人是不会在弯道超车的,除非你去送豆腐,否则只能翻车,但换道就不一样了。

之所以智能汽车是机会,主要有两个原因,一个是它在根本上颠覆了西方车企几十年构建的技术护城河,人们发现传统的内燃机、变速箱这些积累了几十年上百年的技术,在新能源车里被扔掉了、用不上了。另一方面是智能车里的自动驾驶技术、电池技术这些东西,国内外几乎站在同一条起跑线、或者差距也没有几十年那么多。换道超车的好处,就是跑道换了,之前的先发优势就不存在了,拼的就是谁现在跑的更快。

说了这么多重要性和好处,什么是制约自动驾驶应用落地的最大挑战呢?答案就是:安全和稳定。

为什么我们可以允许ChatGPT一本正经的胡说八道,却不太敢用自动驾驶、甚至是辅助驾驶,就是因为ChatGPT出错了没什么大不了的,但自动驾驶的AI出错了,那可就是人命的代价。

再回到技术的角度来看自动驾驶系统,它其实分成五个级别:从L1到L5,无人的等级不断提升。其中L1到L2是辅助驾驶,L3到L5是自动驾驶。每个等级对安全的要求也各不相同。

在L1级别,自动驾驶系统开始介入,这也被称为“驾驶员辅助”级别。很多车辆都配备自适应巡航系统,能够自动跟车并保持安全距离,这些都属于L1级辅助驾驶。L2被称为“部分自动驾驶”,此时自动驾驶系统可以控制汽车的加速、减速和转向等操作,但是其他操作仍需要驾驶员进行控制。目前绝大部分智能车辆都处于这一级别。

L3级别是“有条件的自动化”,此时无人驾驶系统能够接管所有驾驶操作,并能够检测环境并做出相应决策。但是驾驶员仍需要进行实时反馈。L4级别是“高度自动驾驶”,在大多数情况下无需人工干预,自动驾驶系统可以进行判断和决策。最高级别是L5,也被称为“无人驾驶”,此时汽车可以自主决策,甚至没有方向盘和踏板,就像科幻电影里那样,汽车能带我们去想去的任何地方。

其实从这里能看出来,L1和L2是当前市场最大的自动驾驶领域,也是各大车企在重点发力的。这主要有三个原因:第一,也是比较现实的原因,就是更高级别的自动驾驶技术还远没有成熟,就算有L5级的无方向盘车辆进行路试,也只局限在比较固定的区域,让它满世界撒丫子跑还不太现实。

第二,L1和L2仍然依靠驾驶员的判断和控制,并不完全依赖人工智能做决策,所以安全性相对来说和人工驾驶没有本质区别,大家接受程度会更高。第三,对于车企来说,这两个级别的投入产出比会更高,既能快速切入、让车主能获得辅助驾驶的体验,又不至于承担太多安全风险。正因为这三个原因,各大车企现在这两个级别、特别是L2级自动驾驶卷的飞起。

如果我们再看细一点,辅助驾驶还可以分成低速和高速两部分。低速辅助驾驶包括各种自动停车辅助,一般适合速度很低的情况。这个可能比较适合新手司机,像我这种被英国各种小路窄路摧残过七八年的老司机,早就练成了只看后视镜就能各种倒车的本领。高速的辅助驾驶适用范围就更广些,比如自适应巡航、车道保持、还有高速公路智能驾驶辅助HWA技术等。虽然这里说的是高速,但并不是非要开到一百迈以上,平时正常开车、40公里以上时速的时候就能用上。

拿自适应巡航举例,它主要由装在车辆风挡玻璃上的智能前视传感器构成,智能前视传模块通过分析和处理前方目标的图像信息,计算出相对速度、距离及角度信息,自动控制自身车速并与前车保持设定的安全距离。在交通拥堵的时候,还可以设定跟随前车进行移动,减少驾驶员对方向盘的控制,降低疲劳。

在自适应巡航的基础上,还有更高阶的高速智能驾驶辅助HWA技术,可以实现车辆智能跟随、智能变道等操作。也能结合车道偏离预警、智能远光辅助、智能过弯、智能超车这些技术,本质上都是为了提升「安全」。

硬件篇:如无必要,勿增实体

前面说的都是算法,接下来再说说硬件。刚才我们说到,自动驾驶系统分感知、决策、执行三个环节,每个环节最底层都要靠芯片和硬件支撑。最前线的感知环节,首先要通过传感器不断探查车辆的外部环境。现在在智能车上最常见的传感器有两种:雷达和摄像头,再进一步细分,又包括激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等等。

其中激光雷达最精确,但成本最高;超声波雷达成本较低,适合静态或缓慢移动的物体测量,但受周围环境影响较大;毫米波雷达对周围环境变化不敏感,适合高速和复杂环境的测量,但系统复杂、成本也相对较高。所以,通常在一个智能车有各种雷达进行组合和互补。希望达到的自动程度越高,需要的雷达和摄像头种类和数量就要越多,当然这样成本也就越高、产生的数据量就越大,对芯片算力的需求也就越高。

这些雷达和摄像头采集的数据,被转换成0和1的数字信号送到车载计算机里进行处理,这就需要自动驾驶芯片了。比如Mobileye的EyeQ4芯片,它采用了多核架构,包括四个高性能CPU核心和六个Mobileye视觉处理核心;集成了多个深度学习加速器,用来提升场景解析、物体识别和路径规划等关键任务的处理速度。这个芯片还有一个主要特点就是在设计时融合了数据感知算法,能够将来自不同传感器的信息整合在一起,提供更准确环境感知能力,并在毫秒级别内完成复杂的车道检测、行人识别和自适应巡航控制任务。安全性方面,EyeQ4芯片采用了冗余处理和错误检测与纠正(ECC)内存。当然,除了Mobileye之外,国内的地平线、黑芝麻等公司也有自己的自动驾驶芯片方案。

靠谱的自动驾驶,具备哪些特点?

回到开头的那个问题,如果人工智能和自动驾驶真的能够广泛应用、甚至解放人类驾驶员,那么这个靠谱的自动驾驶或者辅助驾驶系统需要具备哪些特点呢?

根据前面说的算法和硬件的讨论,不难看到我们需要这个系统首先安全可靠,这个是不可逾越的红线,并且会一直贯穿整个算法与硬件设计的始终。第二就要有高算力,不管是感知、决策、执行,还是智能座舱,都离不开高算力芯片的支撑。第三,也是很多人都忽视的,就是低成本。汽车本身就是对成本非常敏感的行业,如何能在保证安全和算力的情况下尽量降低成本,而不是只在高端车型上作为选配出现,才能让这些技术更好的走进和服务更广大老百姓的生活。

最近在看Paypal创始人写的一本很有名的书《从0到1》,里面专门有一章讨论人类与机器的差别与关系。特别是现在ChatGPT横空出世,很多人对大模型技术的发展既期待又焦虑,担心人工智能会造成大量失业甚至取代人类。但这本书其实明确写到,计算机是工具,并不是竞争对手。虽然它越来越强大,但计算机并不能取代人类,而是只起到补充作用。

人类文明的进步,本身就是生产工具的变革,从最初的刀耕火种到工业革命,再到现在的信息与智能革命,与其担心人工智能是否会取代自己,不如思考如何利用好这些先进的工具,并且为自己和社会创造更多价值,这才是人类擅长的事情。

用书中的话说:科技是在这个全球化的世界中逃避竞争的唯一方式。

推荐器件

更多器件
器件型号 数量 器件厂商 器件描述 数据手册 ECAD模型 风险等级 参考价格 更多信息
ATXMEGA128A4U-AU 1 Microchip Technology Inc IC MCU 8BIT 128KB FLASH 44TQFP

ECAD模型

下载ECAD模型
$4.91 查看
FT232RL-TUBE 1 FTDI Chip USB Bus Controller, CMOS, PDSO28, 10.20 X 5.30 MM, GREEN, SSOP-28

ECAD模型

下载ECAD模型
$4.7 查看
ATSAM4S16BA-AN 1 Atmel Corporation RISC Microcontroller, 32-Bit, FLASH, CORTEX-M4 CPU, 120MHz, CMOS, PQFP64, LQFP-64
$8.76 查看

相关推荐

电子产业图谱

微信公众号“老石谈芯”主理人,博士毕业于伦敦帝国理工大学电子工程系,现任某知名半导体公司高级FPGA研发工程师,从事基于FPGA的数据中心网络加速、网络功能虚拟化、高速有线网络通信等领域的研发和创新工作。曾经针对FPGA、高性能与可重构计算等技术在学术界顶级会议和期刊上发表过多篇研究论文。