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本文作者: 易建成 | 2016-04-22 18:15 | 專題:雷峰網(wǎng)公開課 |
雷鋒網(wǎng)按:本文來自硬創(chuàng)公開課 |ADAS 技術(shù)到底難在哪里?內(nèi)容整理自創(chuàng)來科技創(chuàng)始人陳茂的演講實(shí)錄。雷鋒網(wǎng)雷鋒網(wǎng)
創(chuàng)來科技創(chuàng)始人陳茂
分享嘉賓:陳茂,1990 年華中科技大學(xué)研究生院畢業(yè),從事 GPS 導(dǎo)航軟件、圖像處理、機(jī)器視覺及人工智能技術(shù)研發(fā)近 20 年,曾經(jīng)創(chuàng)辦過廣州旭泰通信和廣州開麥導(dǎo)航兩家 GPS 應(yīng)用公司。2008 年將獨(dú)立研發(fā)的導(dǎo)航軟件出口到國外。2015 年憑借其獨(dú)立自主研發(fā)的「車道偏離預(yù)警系統(tǒng)」在工信部首屆創(chuàng)客中國大賽上榮獲一等獎(jiǎng)?,F(xiàn)為美國格理集團(tuán) ADAS 專家顧問團(tuán)成員。
ADAS 是個(gè)外來詞,是高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng) (Advanced Driving Assistant System) 的英文簡稱,是一種主動(dòng)防范、預(yù)防駕駛事故發(fā)生的技術(shù),而不是諸如安全帶、保險(xiǎn)桿、安全氣囊等事故發(fā)生后用來減緩事故造成損失的被動(dòng)安全技術(shù)。
目前智能駕駛、自動(dòng)駕駛、無人駕駛的概念比較混雜,概念比較模糊。在這里說一點(diǎn)我自己的看法。我認(rèn)為,ADAS 的初級(jí)階段是智能駕駛,自動(dòng)駕駛是其高級(jí)階段,而終點(diǎn)是無人駕駛。它在初級(jí)階段主要是以預(yù)警型為主,是單機(jī)輔助駕駛系統(tǒng)。到了高級(jí)階段的自動(dòng)駕駛則主要以控制型為主,更多的是與車聯(lián)網(wǎng)融合。終極階段的無人駕駛更多的依賴高精度地圖、高精度的 GPS。這時(shí)候 ADAS 就只是一種輔助駕駛。
雖然目前 ADAS 的概念有被泛化的趨勢(shì),但是行業(yè)內(nèi)均默認(rèn)只有基于機(jī)器視覺、圖像識(shí)別(包括可見光圖像、雷達(dá)圖像、紅外圖像等等)和人工智能技術(shù)的輔助駕駛技術(shù)才算是真正的 ADAS 技術(shù)。比如車道偏離預(yù)警、盲區(qū)檢測(cè)、行人碰撞預(yù)警、車道保持、前向防碰撞等等。一般意義上駕駛輔助功能比如制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS),車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)、導(dǎo)航、倒車?yán)走_(dá)、行車記錄等均不能稱為高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)。
ADAS 的本質(zhì)是人工智能,核心是算法。在其感知、認(rèn)知、決策、執(zhí)行四個(gè)環(huán)節(jié)中,前三個(gè)環(huán)節(jié)涉及大量算法。感知部分主要是傳感器,它負(fù)責(zé)采集圖像(可見光、紅外線、雷達(dá)),相當(dāng)于人眼。人的眼睛能根據(jù)周邊光照環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)瞳孔的大小,根據(jù)物體的遠(yuǎn)近自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距以便成像清晰,但圖像傳感器的類似調(diào)節(jié)就只能依靠算法實(shí)現(xiàn)。
認(rèn)知環(huán)節(jié)是 ADAS 的關(guān)鍵也是難點(diǎn)。如何分析看到的圖像是否包含車道、車輛、行人并不是一件簡單的事情。做到一定精準(zhǔn)度、識(shí)別率可能不難,盡管人眼識(shí)別率可以輕松達(dá)到 99.9999%, 但要機(jī)器做到 99.9%、99.99%、99.999% 的識(shí)別率和可靠性,其實(shí)是冰凍三尺非一日之寒。
這是因?yàn)槟壳叭祟悓?duì)于圖像的識(shí)別理論還處于幼兒期,即使現(xiàn)在的深度學(xué)習(xí)技術(shù)也是一個(gè)黑匣子技術(shù),也是僅知其然不知其所以然。
為什么說 ADAS 是高壁壘、長周期行業(yè)?我認(rèn)為目前 ADAS 技術(shù)最大的壁壘還是在于——識(shí)別算法。不管是做了兩三年的初創(chuàng)公司,做了五六年的國有主機(jī)廠,還是做了十多年 ADAS 研究的高校團(tuán)隊(duì),大家在其實(shí)際路測(cè)里程方面都比較匱乏,沒有足夠的路測(cè)里程,沒有大量的數(shù)據(jù),這就直接影響系統(tǒng)算法的可靠性、魯棒性。
目前,ADAS 領(lǐng)域全球標(biāo)桿 Mobileye 就是以其算法的可靠性、精準(zhǔn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他公司而獨(dú)占鰲頭,他們花了 15 年的時(shí)間才達(dá)到 99.99% 的精準(zhǔn)識(shí)別率。他們的第一,的確名符其實(shí)。十五年磨一劍,這也從側(cè)面證明了這個(gè)行業(yè)壁壘高。
也許有人會(huì)說 99% 的精準(zhǔn)度不就夠了嗎? 如果是相對(duì)于百分制的考試,的確是一個(gè)很高的分?jǐn)?shù)。但是,對(duì)于涉足人生命安全的應(yīng)用,哪怕是很小很小的概率事件,如果你的駕駛時(shí)間或里程基數(shù)比較大,乘上小概率事件也將會(huì)變成一個(gè)大概率。一旦發(fā)生就有可能殃及人命。
因此駕駛安全的可靠性沒有上限只有下限。低于 99% 的精準(zhǔn)度的 ADAS 產(chǎn)品和技術(shù)很難給用戶一個(gè)很好的體驗(yàn),目前淘寶眾籌的所謂 ADAS 產(chǎn)品(精度準(zhǔn) 70% 都達(dá)不到)給用戶的體驗(yàn)就比較差。
這是因?yàn)椴幌駥?dǎo)航儀、行車記錄儀、雷達(dá)電子狗、GPS 定位跟蹤器等產(chǎn)品,普通用戶可以自己安裝。我們認(rèn)為真正的 ADAS 最終都會(huì)走向前裝市場(chǎng)這條路 (前裝是指進(jìn)汽車整車廠)。
這是因?yàn)?ADAS 需要對(duì)產(chǎn)品嚴(yán)格標(biāo)定才能獲得最佳的預(yù)警效果,需要專業(yè)培訓(xùn)的工程人員才能安裝。如果進(jìn)入后裝市場(chǎng),準(zhǔn)確安裝將是一個(gè)很大的難題。至今為止,還沒有出現(xiàn)需要標(biāo)定(注:對(duì)攝像頭傳感器安裝后的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定以便獲得精準(zhǔn)的預(yù)警效果)的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在汽車后裝市場(chǎng)上。
ADAS 是一種直接關(guān)系到行車及駕駛員安全的技術(shù),關(guān)乎人身生命安全。主機(jī)廠在選擇方案時(shí)勢(shì)必非常謹(jǐn)慎。車輛的環(huán)境不同于普通電子產(chǎn)品,產(chǎn)品需要滿足符合車規(guī)的要求,且車廠對(duì)于這類產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性要求很高。
另外 ADAS 涉及硬件,周期較 App 項(xiàng)目要長很多。一方面是硬件迭代的周期長,一個(gè)成熟的產(chǎn)品勢(shì)必需要經(jīng)歷多次硬件迭代,且主機(jī)廠一款新車的研發(fā)周期也比較長,這決定了其項(xiàng)目具有長周期性。
目前看的最、聽的最多、用的最多的都是國外 ADAS 產(chǎn)品,那么本土 ADAS 如何崛起?我認(rèn)為市場(chǎng)機(jī)會(huì)主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
細(xì)分領(lǐng)域的突破。ADAS 是一個(gè)比較寬泛的領(lǐng)域,一家公司要想全部都做不太可能,選擇自己擅長的細(xì)分領(lǐng)域作為突破口,將有限的資源放在自己擅長的特定領(lǐng)域,爭取在某一項(xiàng)功能趕上或超越行業(yè)標(biāo)桿取得突破,不失為一種選擇。
向自動(dòng)駕駛滲透。未來汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是智能駕駛——自動(dòng)駕駛——無人駕駛。如果僅僅停留在輔助預(yù)警功能上,其還有可能在后續(xù)的發(fā)展上處于被動(dòng)。因此在進(jìn)行 ADAS 方案的研發(fā)時(shí)必須要考慮與自動(dòng)駕駛的結(jié)合,只有這樣做,才能確保在未來自動(dòng)駕駛時(shí)代來臨之時(shí)能夠在行業(yè)內(nèi)占得一席之地。
對(duì)于 ADAS 的發(fā)展趨勢(shì)及未來,我持非常樂觀的態(tài)度。
ADAS 的發(fā)展一定是從離線的單車智能開始,逐漸向在線的 ADAS 發(fā)展,在此過程中將會(huì)融合車輛網(wǎng)(V2V/V2I)技術(shù),這樣由于有兩套感知系統(tǒng)(單車自身的傳感器和在線網(wǎng)絡(luò)傳感器)存在,系統(tǒng)的可靠性、精準(zhǔn)性將會(huì)得到極大的提升。
另外,深度學(xué)習(xí)追根到底也是一種機(jī)器學(xué)習(xí)的方法,主要是用于特征不明顯或者沒有特征的物體的檢測(cè)和識(shí)別,是近年來特別時(shí)尚的一種機(jī)器學(xué)習(xí)方式。目前來說,成本較高是深度學(xué)習(xí)在應(yīng)用上的一個(gè)阻礙。再者在特征比較明顯的剛性物體識(shí)別上,深度學(xué)習(xí)并不一定比傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)效果好。
但是在未來,深度學(xué)習(xí)方法滲透到該領(lǐng)域?qū)?huì)是一種趨勢(shì),因?yàn)樵谔卣餍陨?,用?shù)學(xué)方法很難或無法描述圖像識(shí)別領(lǐng)域,比如行人識(shí)別。
但深度學(xué)習(xí)進(jìn)來表現(xiàn)突出,并且隨著計(jì)算芯片技術(shù)的快速發(fā)展以及成本的下降,深度學(xué)習(xí)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒊蔀榭赡堋?/p>
上表是一張對(duì)于不同類型傳感器工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)的介紹。通過對(duì)比,我們可以看到,不同傳感器都有著各自優(yōu)缺點(diǎn),每一傳感器有其各自的適用范圍,每種方式的傳感器都有其弱點(diǎn)。
因此在未來,如果要實(shí)現(xiàn)全天候、高可靠性的應(yīng)用,多傳感器的融合將會(huì)是一種必然。
問:ADAS 包含了許多細(xì)分的子系統(tǒng),包括自適應(yīng)巡航、車道偏移報(bào)警系統(tǒng)、車道保持系統(tǒng),碰撞避免或預(yù)碰撞系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)、自適應(yīng)燈光控制等等。在這些子系統(tǒng)中,有哪些是技術(shù)上已經(jīng)成熟的?哪些是最有機(jī)會(huì)大規(guī)模普及(能夠適用到單價(jià)幾萬元的車上)的?暫時(shí)不能大規(guī)模普及有哪些阻力因素?
答:涉及人工智能的 ADAS 技術(shù),國內(nèi)這方面還沒有完全成熟,基本還是處于測(cè)試中。目前國內(nèi)的夜視系統(tǒng)基本都不具備夜視行人識(shí)別功能,因此國內(nèi)的夜視系統(tǒng)還算不上 ADAS 產(chǎn)品。
但有一個(gè)特殊的功能,360 環(huán)視系統(tǒng)技術(shù)日趨成熟,有望在國產(chǎn) A 級(jí)車上先普及。但這一系統(tǒng)實(shí)際上不包含人工智能技術(shù),嚴(yán)格來說不是 ADAS。不能大規(guī)模普及的原因是國產(chǎn) ADAS 產(chǎn)品的成熟尚需時(shí)日,國外的產(chǎn)品又太貴,只能等待。
問:政策對(duì)智能駕駛的影響大不大?會(huì)不會(huì)像新能源汽車行業(yè)——國家規(guī)定到某個(gè)年限配備自動(dòng)剎車(或其他系統(tǒng))的車輛要達(dá)到一個(gè)數(shù)值這樣的情況?政策的影響對(duì)這個(gè)行業(yè)的影響主要體現(xiàn)在哪些方面?
答:實(shí)際上 ADAS 已經(jīng)開始以政策強(qiáng)制的方式出現(xiàn)了。今年 3 月初新的機(jī)動(dòng)車安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)明確指出 11 米長的客車需要裝備 ADAS 中的車道偏離預(yù)警(LDW)和前向防碰撞(FCW)系統(tǒng)。
只是具體的實(shí)施時(shí)間沒有確定,預(yù)測(cè)會(huì)是 2017 年,最晚 2018 年會(huì)實(shí)施。
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