用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試讓自動(dòng)駕駛變得更安全

時(shí)間：2020-07-17 08:18:01

關(guān)鍵字：仿真測(cè)試

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[導(dǎo)讀] 從訓(xùn)練到測(cè)試，虛擬環(huán)境正在讓自動(dòng)駕駛變得越來(lái)越完善。在訓(xùn)練過(guò)程中，它能夠幫我們節(jié)省時(shí)間，提高效率，并且?guī)臀覀円?guī)避在真實(shí)世界中進(jìn)行測(cè)試時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。在無(wú)人駕駛的開(kāi)發(fā)中，讓人類(lèi)安全員在世界道路上進(jìn)行測(cè)試

從訓(xùn)練到測(cè)試，虛擬環(huán)境正在讓自動(dòng)駕駛變得越來(lái)越完善。在訓(xùn)練過(guò)程中，它能夠幫我們節(jié)省時(shí)間，提高效率，并且?guī)臀覀円?guī)避在真實(shí)世界中進(jìn)行測(cè)試時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。在無(wú)人駕駛的開(kāi)發(fā)中，讓人類(lèi)安全員在世界道路上進(jìn)行測(cè)試是必不可少的一個(gè)手段。

在打造交通工具的時(shí)候，無(wú)論它是由人類(lèi)還是計(jì)算機(jī)駕駛，安全都是首要考慮的因素。

在自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要在各種行駛條件下，對(duì)無(wú)人駕駛技術(shù)進(jìn)行不斷的驗(yàn)證測(cè)試，從而確保其安全程度能夠高于人類(lèi)駕駛員的操作。這意味著，在一些時(shí)候我們要在實(shí)際道路上對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。然而同樣重要的，是在虛擬道路上的仿真測(cè)試，虛擬測(cè)試也是積累無(wú)人駕駛汽車(chē)測(cè)試?yán)锍痰闹匾侄沃弧?/p>

具體說(shuō)來(lái)，虛擬道路測(cè)試，能夠有效對(duì)危險(xiǎn)或不常見(jiàn)的駕駛場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試。虛擬道路測(cè)試的靈活性和多用性，使其在自動(dòng)駕駛技術(shù)開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著重要作用。

如果沒(méi)有仿真道路測(cè)試，要觀察車(chē)輛應(yīng)對(duì)真實(shí)交通場(chǎng)景的反應(yīng)，有可能會(huì)產(chǎn)生各種危險(xiǎn)。譬如說(shuō)，當(dāng)一個(gè)孩子從一輛停著的車(chē)輛后方突然沖到了馬路中央，或是有另一輛車(chē)在闖紅燈。

而現(xiàn)在得益于高級(jí)圖形處理技術(shù)的發(fā)展，工程師可以模擬出各種實(shí)際生活中的交通場(chǎng)景，并且根據(jù)需求對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。例如，在需要的時(shí)候，我們可以仿真出暴風(fēng)雪的場(chǎng)景，即使你現(xiàn)在身處的是沙漠環(huán)境；另外，我們還可以在日出和日落時(shí)分模擬出正午晃眼的陽(yáng)光，測(cè)試無(wú)人駕駛汽車(chē)在這種天氣條件下的反應(yīng)。其次，一些有可能使人類(lèi)測(cè)試員處于危險(xiǎn)當(dāng)中的場(chǎng)景，我們也可以讓其在虛擬測(cè)試中再現(xiàn)，例如仿真出一條布滿薄冰的高速公路。

仿真測(cè)試還有另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，那就是在短時(shí)間內(nèi)對(duì)多種路況進(jìn)行再現(xiàn)。在今年英偉達(dá)GPU開(kāi)發(fā)者大會(huì)歐洲站的主題演講環(huán)節(jié)，英偉達(dá)CEO 黃仁勛介紹稱，使用NVIDIA DGX和Tensor RT 3進(jìn)行仿真，工程師可以在5個(gè)小時(shí)內(nèi)，完成約48萬(wàn)公里的道路測(cè)試。按照這個(gè)速度，僅僅兩天之內(nèi)，可完成全美所有道路的測(cè)試。

要想讓數(shù)字仿真技術(shù)在自動(dòng)駕駛汽車(chē)的訓(xùn)練和測(cè)試中發(fā)揮高效發(fā)揮，我們得保證虛擬世界要和真實(shí)世界無(wú)限接近。在GPU的驅(qū)動(dòng)下，細(xì)節(jié)逼真的圖像以及魯棒的物理引擎，為工程人員提供給了所需的有利條件。

當(dāng)模擬環(huán)境成功創(chuàng)建之后，它必須要接入一套自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。英偉達(dá)的統(tǒng)一GPU架構(gòu)，使得自動(dòng)駕駛技術(shù)在實(shí)車(chē)裝載的Drive PX平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)室或大數(shù)據(jù)中心的仿真環(huán)境之間能夠相對(duì)容易地進(jìn)行遷移。

各家公司給出的解決方案

DRIVE PX是一個(gè)人工智能車(chē)載計(jì)算平臺(tái)，它負(fù)責(zé)將多個(gè)傳感器獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，運(yùn)行自動(dòng)駕駛所需的復(fù)雜軟件算法，然后將決策指令發(fā)送給車(chē)輛執(zhí)行。

在經(jīng)過(guò)配置之后， DRIVE PX也可以將模擬傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，然后輸出模擬駕駛指令。在本屆英偉達(dá)開(kāi)發(fā)者大會(huì)歐洲站的活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，一些企業(yè)也展示了基于 DRIVE PX進(jìn)行自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試的方法。

IPG使用Drive PX在模擬環(huán)境中測(cè)試對(duì)行人目標(biāo)物的檢測(cè)能力

IPG AutomoTIve公司的 Dominik D?rr介紹了虛擬原型車(chē)與傳感器模型的概念。該公司的自動(dòng)化駕駛解決方案為無(wú)人駕駛工程師提供了一個(gè)將多個(gè)開(kāi)發(fā)工作進(jìn)行整合，從而對(duì)整體無(wú)人駕駛方案進(jìn)行測(cè)試的方式。D?rr表示，這種解決方案，能夠在完整無(wú)人駕駛原型車(chē)完成之前，就讓工程師對(duì)各個(gè)單獨(dú)的功能或深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行早期測(cè)試。

這些虛擬原型，就是運(yùn)行在DRIVE PX上的。該公司對(duì)DRIVE PX進(jìn)行了配置，讓它在虛擬環(huán)境中進(jìn)行工作。DRIVE PX在虛擬環(huán)境中，會(huì)和在真實(shí)世界中進(jìn)行同樣的分析，然后根據(jù)分析出來(lái)的結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的駕駛指令。在這種過(guò)程中，工程師可以對(duì)無(wú)人駕駛解決方案進(jìn)行評(píng)估，以確定該方案是否運(yùn)作正常。

VI-grade這套物理模擬器可以對(duì)低層級(jí)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行虛擬測(cè)試，其中需要人類(lèi)駕駛員在緊急時(shí)刻進(jìn)行操作接管

VI-grade的 Roberto De Vecchi與其合作伙伴AddFor的Enrico Busto一起，討論了駕駛軟件的精準(zhǔn)性與汽車(chē)軟件對(duì)人產(chǎn)生的影響。他們使用模擬駕駛裝置來(lái)進(jìn)行測(cè)試，該裝置結(jié)合了人類(lèi)駕駛員和運(yùn)行在DRIVE PX上的自動(dòng)駕駛軟件的輸入。當(dāng)汽車(chē)發(fā)出接管指令的時(shí)候，人類(lèi)駕駛員需要接管駕駛。

而這項(xiàng)測(cè)試的目的在于，可以對(duì)軟件是否運(yùn)行正常進(jìn)行評(píng)判，并且能夠評(píng)估車(chē)內(nèi)人員的駕乘體驗(yàn)。

用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試

Pro-SiVIC是ESI Group的模擬駕駛軟件，該公司的 Rodolphe Tchalekian介紹了這個(gè)軟件，它能夠創(chuàng)建實(shí)時(shí)、物理現(xiàn)實(shí)的3D虛擬環(huán)境，該環(huán)境可以對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行測(cè)試和訓(xùn)練。

如果想要開(kāi)發(fā)新的用于自動(dòng)駕駛的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，企業(yè)需要海量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。如果從真實(shí)世界中收集這些數(shù)據(jù)，在將其用于算法訓(xùn)練之前，工程師需要花費(fèi)大量時(shí)間對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注。而如果是虛擬數(shù)據(jù)的話，它們?cè)趧?chuàng)建時(shí)就已經(jīng)自動(dòng)添加了標(biāo)簽，這樣一來(lái)可以為企業(yè)節(jié)約大量的時(shí)間和人力成本。

在使用虛擬數(shù)據(jù)對(duì)新算法進(jìn)行訓(xùn)練之后，ESI會(huì)使用DRIVE PX來(lái)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，確保軟件能夠正常運(yùn)行。

TASS利用Drive PX測(cè)試在虛擬環(huán)境中車(chē)道保持功能的表現(xiàn)

來(lái)自TASS InternaTIonal的MarTIjn TIdeman在展示了該公司的PreScan模擬平臺(tái)。PreScan是一個(gè)基于物理世界打造的模擬平臺(tái)，它的作用是對(duì)自動(dòng)駕駛和其他車(chē)輛功能進(jìn)行評(píng)估。

過(guò)去PreScan一直被用來(lái)測(cè)試駕駛員輔助以及V2X功能。而就在最近，TASS開(kāi)始使用 PreScan數(shù)據(jù)對(duì)自動(dòng)駕駛深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行訓(xùn)練和驗(yàn)證。

TASS與德國(guó)人工智能研究中心以及西門(mén)子共同合作了一個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目展示了模擬數(shù)據(jù)對(duì)深度學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練價(jià)值。Tideman表示，在對(duì)自動(dòng)駕駛應(yīng)用的深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行訓(xùn)練的時(shí)候，在真實(shí)世界數(shù)據(jù)中加入模擬數(shù)據(jù)，能夠提高訓(xùn)練的效率。

來(lái)自以色列的初創(chuàng)企業(yè)Cognata在自動(dòng)駕駛的虛擬測(cè)試領(lǐng)域也有自己的見(jiàn)解。這家公司使用自己的專利算法，創(chuàng)建了多個(gè)虛擬城市，城市里有著真實(shí)的車(chē)輛與行人的行為數(shù)據(jù)。該公司還在虛擬環(huán)境中添加了感應(yīng)器，這些感應(yīng)器使用的是真實(shí)世界中的數(shù)據(jù)，從而確保它們?cè)谔摂M環(huán)境中的表現(xiàn)，與在真實(shí)世界中別無(wú)二致。