車(chē)載芯片商到底瞄準(zhǔn)了何種技術(shù)

到現(xiàn)在為止，投資方和媒體社群都非常熱衷于支持自動(dòng)駕駛車(chē)技術(shù)——感測(cè)、攝影機(jī)、雷達(dá)和光達(dá)、地圖繪制、演算法、深度網(wǎng)路(或者非深度網(wǎng)路)與人工智慧等等。但對(duì)于他們之中的大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，仍不清楚的是這些技術(shù)在自動(dòng)駕駛車(chē)設(shè)計(jì)的演進(jìn)中將如何收?qǐng)?，更不必說(shuō)在這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中誰(shuí)勝誰(shuí)敗了。 Mobileye共同創(chuàng)辦人兼執(zhí)行長(zhǎng)AmnonShashua表示，他起初以為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手故意傳播有關(guān)這些技術(shù)的錯(cuò)誤消息，想要造成“戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧”。但他現(xiàn)在意識(shí)到，“人們真的感到非常困惑，因?yàn)樗麄冋娴牟涣私狻?rdquo;

在今年的CES上，Nvidia挾其“深度學(xué)習(xí)”技術(shù)以及Mobileye展示地圖繪制技術(shù)，成為這次展會(huì)上最耀眼的明星，這兩家公司在 ADAS和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)都相當(dāng)激烈。Ceva執(zhí)行長(zhǎng)GideonWertheizer將上述兩強(qiáng)之間的公開(kāi)爭(zhēng)執(zhí)描述為“投資的橋段”。事實(shí)上，Mobileye的股票在Nvidia發(fā)表聲明后不久就應(yīng)聲下跌了近10%，而在CES上召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)后又漲了一些。

Mobileye地圖繪制技術(shù)

不過(guò)，Mobileye的聲明確實(shí)含有一定的重要技術(shù)份量。Wertheizer在一次接受專(zhuān)訪中特別介紹了Mobileye最新開(kāi)發(fā)的地圖繪制技術(shù)——稱(chēng)為道路體驗(yàn)管理系統(tǒng)(REM)，并認(rèn)為它對(duì)競(jìng)爭(zhēng)晶片供應(yīng)商以及恩智浦、博世(Bosch)與Denso等一線廠商來(lái)說(shuō)可能“最具威脅性”。據(jù) Mobileye透露，REM可以為精確定位和高解析車(chē)道資料創(chuàng)造“多源即時(shí)資料”，這是支援完全自動(dòng)駕駛所需的重要資訊層。

這種技術(shù)是根據(jù)執(zhí)行于MobileyeEyeQ處理晶片的軟體。它能以極低的頻寬擷取地標(biāo)和道路資訊——大約每行駛一公里擷取10Kb(相形之下，Google進(jìn)行定位和繪制HD地圖時(shí)大約每公里1Gbit)。Mobileye解釋道，在云端執(zhí)行的后端軟體可以搭載車(chē)載軟體的所有汽車(chē)所發(fā)送的資料片段整合成一個(gè)全球地圖。Mobileye的目視判讀機(jī)制(有助于壓縮資料)應(yīng)該可以協(xié)助汽車(chē)制造商創(chuàng)造自己的‘道路指南’(RoadBook)。

Mobileye的多源位置協(xié)調(diào)系統(tǒng)只能在安裝有MobileyeEyeQ晶片的汽車(chē)上才能工作。簡(jiǎn)言之，“Mobileye正鎖定其客戶(hù)。”Ceva公司的Wertheizer指出。很明顯地，隨著越來(lái)越多安裝Mobileye晶片的汽車(chē)上路，REM也變得越來(lái)越成功。Shashua認(rèn)為，REM對(duì)于汽車(chē)OEM來(lái)說(shuō)之所以有吸引力，是因?yàn)?ldquo;大型汽車(chē)制造商在創(chuàng)造自家道路指南時(shí)可以發(fā)揮其于規(guī)模上的優(yōu)勢(shì)。”

啟用REM對(duì)汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)并不困難，Shashua指出，因?yàn)镸obileye的EyeQ晶片早已存在汽車(chē)生態(tài)系統(tǒng)中。建置REM所需要的就是EyeQ晶片和一條通訊鏈路——例如對(duì)于通用汽車(chē)(GeneralMotors)來(lái)說(shuō)，可以使用自己的On-Star系統(tǒng)。通用汽車(chē)和福斯汽車(chē)(Volkswagen)在CES上宣布支援Mobileye提出的REM系統(tǒng)。另外一家規(guī)模與這兩家相當(dāng)?shù)目蛻?hù)很快地也會(huì)簽約REM，Shashua透露。

值得注意的是，全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中有三分之一都已經(jīng)使用EyeQ晶片了，Shashua指出，“我們非常期望整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)都能用到REM。”目前只有豐田(Toyota)和戴姆勒(Daimler)這兩家公司尚未使用Mobileye的晶片。

Nvidia：DrivePX2感測(cè)器融合技術(shù)

截至目前為止，電子產(chǎn)業(yè)中的自動(dòng)駕駛車(chē)主要解說(shuō)員一直是Nvidia執(zhí)行長(zhǎng)黃仁勛。竭力鼓吹‘深度學(xué)習(xí)’的黃仁勛經(jīng)常教育人們，自動(dòng)駕駛車(chē)需要一個(gè)功能強(qiáng)大的視覺(jué)運(yùn)算系統(tǒng)來(lái)融合從攝影機(jī)和其它感測(cè)器而來(lái)的資料。換句話(huà)說(shuō)，Nvidia 最新推出的DrivePX2被黃仁勛宣稱(chēng)為‘為汽車(chē)設(shè)計(jì)的超級(jí)電腦’，它將成為汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)配備，可以用來(lái)感知汽車(chē)所處位置、辨識(shí)汽車(chē)周遭的物體，并且即時(shí)計(jì)算最安全的路徑。

Nvidia還發(fā)布了一款名為Digits的深度學(xué)習(xí)平臺(tái)。Nvidia已經(jīng)在用這個(gè)平臺(tái)測(cè)試自己的自動(dòng)駕駛車(chē)了。“自動(dòng)駕駛技術(shù)具有令人難以置信的困難度，”黃仁勛指出，“它可不像你用監(jiān)理所的手冊(cè)來(lái)編程‘駕駛’這么簡(jiǎn)單。”為了顯著縮短開(kāi)發(fā)和訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)路所需的時(shí)間，汽車(chē)制造商需要像執(zhí)行于在其伺服器超級(jí)電腦上的Digits這樣的工具，Nvidia指出。

根據(jù)黃仁勛的構(gòu)想，每家汽車(chē)公司最終都將擁有一個(gè)端對(duì)端的系統(tǒng)——范圍從用于訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)路的NvidiaDigits到用于汽車(chē)中部署網(wǎng)路輸出的NvidiaDRIVEPX2。為自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)人工智慧軟體的布達(dá)佩斯公司AdasWorks創(chuàng)辦人兼執(zhí)行長(zhǎng)LaszloKishonti指出，該公司正與Nvidia合作開(kāi)發(fā)用于富豪汽車(chē)(Volvo)的系統(tǒng)，這款基于GPU的系統(tǒng)可以即時(shí)處理來(lái)自多個(gè)感測(cè)器的資料。

Kishonti表示，AdasWorks不用處理器，“我們采用GPU、FPGA或其它任何可用的嵌入式視覺(jué)SoC。”但使用Nvidia解決方案的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是，在車(chē)載電腦上開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證的逐行程式碼與伺服器上使用的程式碼是完全一樣的。相較于 Mobileye僅關(guān)注于視覺(jué)處理，“我們的重點(diǎn)在于融合來(lái)自所有不同感測(cè)器的資料。視覺(jué)只是眾多感測(cè)器資料中的一部份，”Nvidia汽車(chē)整合部門(mén)資深經(jīng)理DaveAnderson表示。

Nvidia設(shè)計(jì)的DRIVEPX2可以處理來(lái)自12個(gè)視訊攝影機(jī)以及雷達(dá)、光達(dá)和超音波感測(cè)器的輸入資料。他解釋?zhuān)?ldquo;我們?nèi)诤狭诉@些資料，使其得以精確地偵測(cè)目標(biāo)物體、進(jìn)行辨識(shí)，以及判斷汽車(chē)與周?chē)澜绲南鄬?duì)位置，然后找到安全行駛的最優(yōu)路徑。”

Ceva、高通也積極參與

然而，Nvidia并不是唯一推動(dòng)深度學(xué)習(xí)用于自動(dòng)駕駛車(chē)的企業(yè)。Ceva也在積極推廣該公司自有的XM4成像與視覺(jué)DSP，這些DSP使用的是Ceva的即時(shí)神經(jīng)網(wǎng)路軟體架構(gòu)，名為Ceva深度神經(jīng)網(wǎng)路(CDNN)。Wertheizer解釋說(shuō)，該公司的客戶(hù)將選擇一種訓(xùn)練有素的神經(jīng)網(wǎng)路，預(yù)先處理物件參數(shù)。透過(guò)使用Ceva的DSP引擎、韌體和CDNN，采用浮點(diǎn)網(wǎng)路和權(quán)重描述的物件參數(shù)將“在不損失精度的條件下”被轉(zhuǎn)換為定點(diǎn)客制的網(wǎng)路和權(quán)重，他表示。

藉由Ceva的XM4DSP，CDNN可以讓嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行“深度學(xué)習(xí)任務(wù)，而且其學(xué)習(xí)速度比基于先進(jìn)GPU的系統(tǒng)能快三倍，功耗小30倍，所需記憶體頻寬小15倍。”Ceva指出。在CES上，高通發(fā)布了整合LTE數(shù)據(jù)機(jī)和機(jī)器智慧的Snapdragon820車(chē)用系列產(chǎn)品。這個(gè)系列產(chǎn)品包含了高通的Zeroth機(jī)器智慧平臺(tái)。Zeroth專(zhuān)案設(shè)計(jì)用于協(xié)助汽車(chē)制造商使用神經(jīng)網(wǎng)路為ADAS和車(chē)載資訊娛樂(lè)系統(tǒng)創(chuàng)建基于深度學(xué)習(xí)的解決方案。

但到目前為止，Snapdragon取得的設(shè)計(jì)訂單還只限于資訊娛樂(lè)功能。奧迪(Audi)在2017款汽車(chē)產(chǎn)品線中就選用了 Snapdragon602A處理器。正如Ceva的執(zhí)行長(zhǎng)所指出的，Snapdragon820A還提供了汽車(chē)安全完整性等級(jí)(ASIL)評(píng)分，這是 ISO26262定義的風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)機(jī)制——針對(duì)道路汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)的功能性安全等級(jí)分類(lèi)。與此相反，覆蓋CDNN和XM4的Ceva端對(duì)端系統(tǒng)不久前才收到 ASILB證書(shū)，他補(bǔ)充道。

自動(dòng)駕駛車(chē)的三大支柱

為了不被Nvidia以及也在推動(dòng)深度學(xué)習(xí)的其他公司專(zhuān)美于前，Shashua在CES上提醒人們，Mobileye在ADAS和自動(dòng)駕駛車(chē)市場(chǎng)中仍然遙遙領(lǐng)先。他強(qiáng)調(diào)，“攝影機(jī)不只是一個(gè)感測(cè)器，而是自動(dòng)駕駛車(chē)大腦的一部份。”Mobileye執(zhí)行長(zhǎng)Shashua也在位于耶路撒冷的希伯來(lái)大學(xué)(HebrewUniversity)電腦科學(xué)系任教。他在年初的Mobileye新聞發(fā)布會(huì)發(fā)表演講時(shí)表示，“感測(cè)、地圖繪制和規(guī)劃”是“自動(dòng)駕駛的三大支柱。”

在他看來(lái)，目前有兩大陣營(yíng)致力于解決無(wú)人駕駛導(dǎo)航的挑戰(zhàn)。第一個(gè)陣營(yíng)是Google和百度(Baidu)等公司，目標(biāo)是為特定地區(qū)創(chuàng)建極度詳細(xì)的地圖 (厘米級(jí)精確度的3D地圖)，然后搭配光達(dá)等低解析度的感測(cè)器一起使用，在有地圖的區(qū)域就能以完全自動(dòng)的模式讓汽車(chē)自動(dòng)駕駛。

這種方法的問(wèn)題是，地圖放大到全球等級(jí)基本上是不可能的，隨時(shí)保持地圖更新也同樣困難，因?yàn)橐婚_(kāi)始要?jiǎng)?chuàng)建地圖所需的資料就是一個(gè)天文數(shù)字。

第二種方法是創(chuàng)建低解析度的世界地圖，然后采用車(chē)上較高解析度的感測(cè)器——攝影機(jī)和其它感測(cè)器對(duì)地圖進(jìn)行增強(qiáng)。Shashua稱(chēng)此為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的首選方法，因?yàn)樗茏屍?chē)能“以部份自動(dòng)功能到處行駛。”這種方法缺少的是人類(lèi)等級(jí)的人工智慧(AI)來(lái)處理由感測(cè)器所擷取到的資料，他指出。自動(dòng)駕駛車(chē)的目標(biāo)是“以完整功能隨處行駛，”Shashua指出，這正是Mobileye提出REM的切入點(diǎn)。REM是Mobileye藉由“更強(qiáng)大的人工智慧”創(chuàng)建高解析度地圖的一次嘗試。

這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)可讓所有使用Mobileye技術(shù)的汽車(chē)有效地產(chǎn)生世界地圖，并創(chuàng)建Shashua所謂的‘道路手冊(cè)’(roadbook)——一份基于云端的詳細(xì)世界地圖。這份地圖可以不斷地即時(shí)更新，最終為所有汽車(chē)制造商使用。

未來(lái)車(chē)載技術(shù)發(fā)展指南

Shashua指出，每一家汽車(chē)制造商——福斯、通用和其他公司——都將開(kāi)發(fā)并擁有一份‘道路手冊(cè)’——彼此間最終可能進(jìn)行交叉授權(quán)，從而形成全球索引。當(dāng)問(wèn)到Mobileye是否也會(huì)擁有地圖時(shí)，他表示，“不會(huì)，我們只是技術(shù)供應(yīng)商。”但如果汽車(chē)產(chǎn)業(yè)今后開(kāi)始討論“按里程計(jì)費(fèi)”(pay- per- km)的商業(yè)模型時(shí)，Shashua表示，“我們將會(huì)共同參與討論。”

當(dāng)提到Nvidia時(shí)，Mobileye的這位執(zhí)行長(zhǎng)并未含糊其詞。“從某方面來(lái)說(shuō)，GPU作為視覺(jué)處理的黃金架構(gòu)這個(gè)概念是非常錯(cuò)誤的。”他認(rèn)為Cuda“對(duì)于學(xué)術(shù)界來(lái)說(shuō)是快速訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)路的一款優(yōu)質(zhì)程式設(shè)計(jì)工具。”事實(shí)上，這個(gè)工具可以讓你在開(kāi)發(fā)必要演算法和創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)展示產(chǎn)品中快速完成 80%的工作。但他指出，剩下的20%(從產(chǎn)品展示到生產(chǎn)演算法)既困難又耗時(shí)。Shashua打趣地說(shuō)，“剩下的20%是區(qū)別男人和男孩不同之處。”