模擬道路讓自動駕駛汽車更安全

無論是人類駕駛還是計算機(jī)駕駛，在開發(fā)任何車輛時，安全性都是最重要的因素。

模擬場景之于自動駕駛的必要性

在自動駕駛車輛的開發(fā)過程中，必須在各種駕駛條件下反復(fù)評估自動駕駛技術(shù)，以確保其安全性要優(yōu)于人類駕駛。有時，這意味著我們需要在實際道路上進(jìn)行真實場景測試，與此同時，也體現(xiàn)了使用模擬場景來增加實際行駛里程數(shù)的必要性。

特別需要注意的是，在測試不同以往的危險駕駛條件時，模擬會發(fā)揮很大的效用。模擬的靈活性和多功能性使其顯得尤其有價值。

如果不使用模擬，在確定自動駕駛汽車如何應(yīng)對某些實際場景時會非常危險，比如一個小孩突然從停泊的車輛后面沖到街上，抑或是另一輛車闖紅燈。

先進(jìn)的圖形技術(shù)可以復(fù)制現(xiàn)有場景并對其進(jìn)行修改。例如，即使住在沙漠里，模擬也可以根據(jù)場景需要制造一場暴風(fēng)雪。或者，它可以調(diào)整太陽的位置，使其看起來像日出或日落時的場景，從而讓車輛“看不見東西”。模擬可以提供一種可控的方式，針對一些有可能會將測試駕駛員置于危險當(dāng)中的各種情況來進(jìn)行建模，例如在高速路面上放塊黑冰。

此外，模擬還支持在短時間內(nèi)測試眾多場景。在慕尼黑舉辦的 GTC 歐洲大會的開幕主題演講中，英偉達(dá)黃仁勛告訴聽眾，通過借助NVIDIA DGX和新型 TensorRT 3進(jìn)行超實時模擬，工程師可以在 5 小時內(nèi)模擬駕駛 300,000 英里。這意味著基本上可以在兩天的時間內(nèi)模擬美國境內(nèi)所有已鋪設(shè)好的道路。

要想讓模擬能夠有效地訓(xùn)練和測試自動駕駛汽車，數(shù)字世界必須像真實世界一樣運(yùn)作。由 GPU 提供支持的精細(xì)圖形和強(qiáng)大物理引擎可以提供必要的真實性。

創(chuàng)建模擬后，它必須與自動駕駛系統(tǒng)相連。NVIDIA 的統(tǒng)一 GPU 架構(gòu)使得自動駕駛技術(shù)能夠在研究實驗室或數(shù)據(jù)中心的模擬環(huán)境與真實車輛上搭載的 NVIDIA DRIVE PX 之間輕松切換。

GTC 大會上展示的模擬技術(shù)

DRIVE PX 是一臺人工智能 (AI) 車載計算機(jī)，它可以融合來自各種自動駕駛傳感器的數(shù)據(jù)，運(yùn)行自動駕駛所需的復(fù)雜軟件算法，然后向汽車發(fā)送自動駕駛指令。

DRIVE PX 還可以配置成收集模擬傳感器數(shù)據(jù)并輸出模擬駕駛命令的模式。在 GTC 歐洲大會上，有多家公司發(fā)表了演講并做出了演示，介紹他們?nèi)绾瓮ㄟ^這種方式利用 DRIVE PX。

IPG Automotive 的 Dominik D?rr 介紹了虛擬原型和傳感器模型。他們公司的自動駕駛解決方案為自動駕駛工程師提供了一種方法，來整合各種開發(fā)成果進(jìn)行整體測試。D?rr 稱，這樣可以在完成整個原型之前對各個功能或網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行早期測試。

這些虛擬原型在 DRIVE PX 上運(yùn)行，而 DRIVE PX 被配置為在模擬環(huán)境中導(dǎo)航。DRIVE PX 會像在真實世界中那樣評估模擬環(huán)境，并適時的指明駕駛方向。通過這一流程，工程師可以評估他們新開發(fā)的自動駕駛解決方案是否能夠正常工作。

來自VI-grade的 Roberto De Vecchi 與來自合作伙伴 AddFor 的 Enrico Busto一起討論如何對駕駛軟件的準(zhǔn)確性以及這一軟件對車內(nèi)人員的影響進(jìn)行測試。為此，他們使用的駕駛模擬器將人類駕駛員的操作與運(yùn)行在 DRIVE PX 上的自動駕駛軟件相結(jié)合。在進(jìn)行此類測試后，可以確定軟件是否可以正常工作，并且評估車輛中乘客的體驗。

英偉達(dá)演示了NVIDIA汽車團(tuán)隊如何利用 8 個 NVIDIA DGX 系統(tǒng)在5個小時內(nèi)模擬駕駛 300,000 英里，以展示模擬技術(shù)在創(chuàng)造自主汽車中的重要作用。這個“再模擬”系統(tǒng)讓車隊只需要兩天就可以走遍美國所有的道路。

海量數(shù)據(jù)助力自動駕駛

Rodolphe Tchalekian 介紹了 ESI Group 的模擬軟件 Pro-SiVIC 如何為機(jī)器學(xué)習(xí)算法的測試與訓(xùn)練而創(chuàng)造逼真的實時 3D 虛擬環(huán)境。

想為自動駕駛創(chuàng)建新的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，就需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。如果從真實世界中收集這些數(shù)據(jù)，就必須先為這些數(shù)據(jù)加上標(biāo)簽，然后自動駕駛算法才能進(jìn)行消化并從中學(xué)習(xí)。然而，模擬數(shù)據(jù)可以在創(chuàng)建時自動加上標(biāo)簽，這樣可以節(jié)省大量時間。

利用合成數(shù)據(jù)集訓(xùn)練新算法之后，ESI 會使用 DRIVE PX 驗證它能否正常工作。

來自 TASS International 的 Martijn Tideman 在 GTC 歐洲大會的一場分會上重點介紹了他們 PreScan 模擬平臺。PreScan 是一個基于物理性質(zhì)的模擬平臺，用于評估自動駕駛和其他汽車應(yīng)用程序。

過去，PreScan 一直用于測試駕駛員輔助功能以及車輛與車輛之間的通信功能。最近，TASS 已使用 PreScan 數(shù)據(jù)來訓(xùn)練和驗證自動駕駛所需的深度學(xué)習(xí)算法。

Tideman 分享了與德國人工智能研究中心及西門子公司合作完成的項目的成果，展示了合成數(shù)據(jù)對于深度學(xué)習(xí)的價值。該項目得出的結(jié)論是，在訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)駕駛算法時，向真實數(shù)據(jù)中增加合成數(shù)據(jù)比單獨(dú)使用真實數(shù)據(jù)更有效。

繼在慕尼黑舉辦的大會之后，NVIDIA 主持召開了 GPU 技術(shù)大會以色列場開幕式。模擬初創(chuàng)公司 Cognata 向由五個裁判組成的評審團(tuán)介紹了其業(yè)務(wù)戰(zhàn)略，最終贏得NVIDIA人工智能初創(chuàng)公司挑戰(zhàn)賽。

Cognata 利用獲得專利的算法，打造具有逼真車輛以及行人行為的模擬城市。該公司還在模擬環(huán)境中重現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)，應(yīng)用深度學(xué)習(xí)以確保模擬傳感器的運(yùn)作方式與在真實世界中完全相同。

從訓(xùn)練到測試，模擬都在改善自動駕駛成果。它不僅節(jié)省了訓(xùn)練過程所用的時間，而且提高了性能，并且有助于真實世界中相對不安全或不可行的測試場景。

人類駕駛員在實際道路上評估新自動駕駛技術(shù)的效果依然是必要的。但我們同樣可以通過模擬來補(bǔ)充真實世界的駕駛時數(shù)，讓道路對所有駕駛者來說都更加安全。

結(jié)束語

AI計算平臺、開放自主汽車平臺、支持 Level 5 自主駕駛的AI車載計算機(jī)以及AI 機(jī)器人模擬器Project Isaac，英偉達(dá)的這些創(chuàng)新技術(shù)為即將到來的車聯(lián)網(wǎng)時代提供安全護(hù)航。

正如黃仁勛所說，這樣的工作讓人振奮，計算機(jī)行業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)可以應(yīng)對過去無法解決的問題，這是一個嶄新的計算時代。