【台湾自驾车推手:工研院机械所】发展自驾车产业第一步,先打造国产自驾AI大脑
2018-09-18 12:06:49 | 来源:ithome | 投稿:阿呆 | 编辑:dations

原标题:【台湾自驾车推手:工研院机械所】发展自驾车产业第一步,先打造国产自驾AI大脑

去年7月,工研院机械所决定找来曾在苹果特别产品部门任职主管,在自驾车领域钻研20年的王杰智(前排右二)来领军,他一上任不到半年就将原有自驾团队重新整顿,并依自驾系统核心重要组成来分工,主要分成感知、决策、地图跟地位、云端地图,以及软件工程组。(摄影/洪政伟)

8月7日这天高温炎热,即使过了下午3点,新竹仍飙34度高温,顶着毒辣的太阳,在工研院里,有群人却甘愿待在一台改造箱型车上,即使车内闷热难耐,让人汗如雨下,他们的脸上却还是不减热情, 待王杰智一声令下,主驾驶座操作员,随即按下他右侧换档处旁一颗红色按钮,这台自动驾驶车,就自己缓缓从机械所58馆停靠区驶出并开进对向马路,沿着全院区绕了3分之1圈,才回到原地。

整段路都没有人为介入,前座操作员仅只是将手脚搁在方向盘和剎车上方,并没有对它有任何操作行为,任由这台车自己在马路上控制车辆前进、转弯、爬坡和避开前方障碍物。

这辆车时速并不快,顶多维持在20公里的速度,但是一趟下来,将近7分钟左右路程, 沿途不论是遇到不平稳的道路、直角转弯、S型弯道、浓密树荫覆盖的道路、上下坡路段的路况,都难不倒它,甚至遇到前方右侧突然出现一辆货车停靠路边而挡住车道时,这辆车还会自动改靠车道左侧行驶,从大约离路面边线仅有一个车身的宽度,绕过这辆车再往前开。

不靠GPS,仅靠光达就能精准定位

而且有别一般自驾车,机械所这台车上没有安装GPS,仅靠光达地图来定位和规画路线,也能分毫不差的行驶在要它走的路线上。他们利用3D光达感测器绘制出高精度环境地图。车辆在路上行驶时,会利用光达先取得环境资讯后,再比对光达地图,找出车辆目前移动位置,以此来实现高精度定位。

车上前后座皆设置一台平板荧幕,上面显示正是光达地图,地图上还会出现现在这辆自驾车正在移动行驶路线,以及周边环境景物,当车辆移动时,地图上的物件还会不时出现各种数值大小,并会根据跟车距离而有不同变化,这么做的目的,是在利用光达随时侦测分析物体移动轨迹及方向,来辅助安全侦测,以避免离车辆太近被撞到。

另外,当车辆在路面上行驶时,总共会有5条路线可供选择,正常情况下,会先沿着地图上的紫色路线来开,这是原先规画的行驶路线,在紫线左右还会各有两条绿色线,当作备用路线,一旦遇到前方有障碍物挡住时,就会重新从这5条路线中找出最佳路径来开。而且整个路线规画决定过程非常快速,甚至根据操作员表示,平均每0.01秒,这台车就能做出反应,更改路线行驶。意味着,遇到紧急突发状况时,也能马上反应避障或立即停车。

这辆自驾车的感测器主要以光达和摄影镜头为主,光达部分,除了车顶两颗光学3D雷达,车头和车尾也分别安装了1颗及2颗。至于摄影镜头则有车头安装4颗、左右门2颗,以及车尾1颗,可用于协助车辆分辨周围环境物体,以提供自驾车做为路线规画和行车策略的依据。

摄影/洪政伟

工研院机械所自驾车团队利用3D光达感测器绘制出高精度环境地图。车辆在路上行驶时,会利用光达先取得环境资讯后,再比对光达地图,找出车辆目前移动位置,以此来实现高精度定位。

连自驾测试阶段,车箱机器摆放也都十分讲究

另外,这台车的自驾系统,主要放置在后车箱,但是不像一般自驾车测试期间,机器摆放动线凌乱, 机械所自驾车就连机器摆放位置也都十分讲究,不仅电路接线盘,电缆都整齐放置在理线槽中,所有设备也都整齐摆放,并将后车箱分三层,其中最下层是电力系统,而主要自驾系统被放置在一、二层,包括一台Drive△PX2运算主机,与两台工业电脑主机,其他还包括了一个GPS主机接收器(但车顶并未装上GPS天线)、一台4G无线AP(车联网用途),以及HD视讯分配盒。 整个后车箱,看起来就像是一个迷你小机房。

这辆自驾车仅是机械所自驾车队里的其中一辆。现在每天同时有3台跟它同款自驾车,都在园区内试开好几趟,现在不需要交管,也不分白天晚上都可以行驶,也能应付各种道路和交通环境,甚至于在一般道路测试时,最高时速达60公里。从小区域,到逐渐扩大测试场域,现在这些车辆更能够在全院区绕行,而且不受雨天影响。工研院机械所数位长王杰智,正是一手打造机械所自驾车队背后关键人物。

早在3年前,工研院机械所就开始投入自驾车研究,更找来Nvidia共同合作,但一开始并不顺利,纯靠电脑视觉侦测,结合深度学习来训练时,时常遇到很多难处理的状况,像晚上、雨天不行,太阳直射引起眩光也都受影响,再加上,院区路段有不少树荫覆盖的道路,容易干扰GPS讯号而影响定位准度。如果只是纯粹展示技术成果也许还行,但是他们的目标,是要能够让自驾车正式上路,这是一大挑战。

于是去年7月,工研院机械所决定找来曾在苹果特别产品部门(SPG)任职主管,在自驾车领域钻研20年的王杰智来领军,他一上任不到半年就将原有自驾团队重新整顿,并依自驾系统核心几个重要元件来分工,主要分成感知、决策、地图跟地位、云端地图,以及软件工程组。

除此之外,王杰智还将原先用的自驾系统打掉全部重练,改用他认为对的方式执行,从头打造全新自动驾驶系统。以这辆车的自驾系统来说,他透露,目前车上有两台工业电脑和一台Drive△PX2运算主机,其中PX2因为在深度学习训练上有加速作用,因此有用到深度学习的应用,就会放在这上面执行,例如物件侦测等,其他还有需要平行运算的工作也会用到它;至于车控、决策、定位与建构光达地图等相关作业,则都是放在另外两台工业电脑上来进行,并在上面开发自己的决策和控制系统。

不过,王杰智坦言,虽然目前自驾车队已能在院区道路绕行,不须人为介入,但如果纯就技术层面来讲,“我不觉得我们自驾能力已完全达到等级4。但以长期目标来看,我们目标是要做到等级5。”他信心满满地的说。

目标是要打造国产自驾AI大脑

王杰智表示,之所以建立自驾车队,重点不是在做展示,而是要朝向可以量产的自驾车AI系统来发展,因此必须先对核心大脑和身体(车体)都彻底了解,才能对每个车款都能做到订制化,不然就只能跟着别人规格走,他说:“我们真正的目的是,以后不论是大到货柜车,小到小客车,都能利用这套自驾系统,来协助厂商完成量产。”

王杰智也透露,目前所内正与日本一家国际车厂谈合作,要将他们这套自驾系统,应用在自驾货柜车上。而且不只国外厂商, 他说,未来更要协助台湾自驾车硬件厂商,都可以利用这套自驾AI系统,来发展属于自己的自驾车产品。

除了目前3辆研发测试用自驾车,王杰智也预告,接下来还会陆续加入更多不同车改装的自驾车,他说,这些车辆除了用于研发和功能展示外,未来也要开始试营运,来提供院区定点或通勤员工交通接驳之用。

王杰智接下来更计划建置云端地图。他提到,目前光达地图是装在车上,但随着自驾车扩大行驶范围,以后不太可能将全部地图都存放车内,储存空间会不够用,势必得要有个云端地图,将来可以通过结合5G技术,即时更新地图图资,到每一辆自驾车上,“这也是自驾车未来朝向量产化、规模化不可缺少的必备条件。”他说。

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