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嬴彻科技日: 发布《自动驾驶卡车量产白皮书》分享从量产走向无人技术路线

2022 年 9 月 1 日,嬴彻科技举办以 “实践出真知” 为主题的首届科技日,完整披露从量产走向无人的三阶段技术路线,深度分享三年实现量产背后的核心技术和开发体系,正式发布《自动驾驶卡车量产白皮书》,同期启动 “嬴彻 - 清华 AIR 杯“自动驾驶技术挑战大赛。 

嬴彻科技创始人兼 CEO 马喆人表示,“自动驾驶行业进入新阶段,技术重点从算法软件探索迈进前装量产,正向设计、前装量产自动驾驶整车的技术、体系与经验成为行业的稀缺品。嬴彻科技自成立之初即秉持全栈自研、量产导向、产业融合的技术策略。经过嬴彻科技与中国卡车主机厂近三年的联合开发,搭载嬴彻轩辕自动驾驶系统的智能重卡已于 2021 年底成功量产,得到干线物流用户认可,自动驾驶商业行驶里程已快速突破 600 万公里。我们通过举办科技日,与全行业分享量产实践,共建体系、突破技术,共同发展。”

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从量产走向无人的三阶段技术路线  

伴随着嬴彻轩辕系统 1.0 的量产落地,嬴彻全栈自研技术迈入 2.0 阶段,并在核心技术上取得重大突破。算法进化方面,嬴彻开发了多模多视角 Transformer 的前融合感知框架、紧耦合的规划与控制一体化架构、以及多时间尺度的节油体系三项突破性技术;硬件迭代方面,全自研的第二代车规级计算平台成本更低,性能继续领先;数据资产方面,采用创新性的增强影子模式的数据闭环扩大技术领先优势。

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感知层面,嬴彻采用多模多视角 Transformer 的前融合感知框架,从透视视图切换至 BEV 视角,并将不同数据源的特征图充分融合,然后利用长短期记忆 (LSTM) 的时序融合网络获得视频流的感知结果。可有效应对干线物流重卡的独特挑战,如感知远距离的小物体、异型车等。同时,通过模型轻量化将计算量降低 50%,运用 NPU 加速传统 CV 算法(用于预处理),提速达 100 倍。

规划和控制的难点在于要同时满足安全、精准、舒适、耐久、经济 5 大商业运营要求,这不可避免会带来 3 大矛盾,包括精准建模与一车一调、精准控制与耐久经济、规划控制分层与融合之间的矛盾。嬴彻创造性地开发了规控一体的 PNC 架构,实现了预测、决策、规划和控制的紧耦合,在苛刻的运营要求中找到最优解。

节油算法层面,嬴彻从亚秒级、秒级、分钟级、小时级对油耗进行全面优化。特别在小时级的车云协同全局速度规划算法上取得突破,在云端建立以关键途径点为节点的 GNN(Graph Neural Network),利用历史经验数据和即时交通数据,实现最优的速度推荐。在实际运营中比金牌司机平均节油 2-5%,逼近 7% 的节油上限。 

核心硬件层面,嬴彻自研的计算平台已进入第二代开发,尺寸更小、性能更佳、成本更低。单板算力高至 256 TOPS,架构支持拓展至 1000TOPS 以上。平台基于 TSN 协议,可以实现 30ns 的时间同步精度,业界领先。

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数据闭环层面,随着规模化生产和运营投放节奏加速,自动驾驶行驶里程快速攀升,嬴彻建立了行业首个自动驾驶卡车数据闭环体系,将数据资产转化为技术优势。嬴彻的创新性增强影子模式,相比传统影子模式,提供面向 L4 级技术迭代所需的长时间行为(如油耗相关行为等)的采集和评估能力,实现实时 A/B Test 高效算法迭代,降低数据采集成本同时提升数据有效性和精准度。

随着这些核心技术突破,一个全面领先、高度可扩展的嬴彻轩辕自动驾驶系统 2.0 开始规划量产。 

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对于全无人驾驶技术,嬴彻科技认为当前的自动驾驶技术架构很有可能遭遇瓶颈。嬴彻轩辕自动驾驶系统 3.0 提出了一种全新的自动驾驶架构的构想,该架构可以拆除自动驾驶系统各子模块之间人为设计的边界,替代为端到端的深度神经网络,并通过结合深度强化学习(DRL)和神经辐射场(NeRF)技术 的 NeDFS (Neural Driving Field Simulator)终极自动驾驶仿真器,训练端到端模型,实现自动驾驶能力的自我演进,最终走向无人。

发布《自动驾驶卡车量产白皮书》 

基于三年量产的成功实践与探索,嬴彻科技发布 《自动驾驶卡车量产白皮书》,以量产 8 大原则为指导,深度分享了自动驾驶卡车量产开发的方法论体系和技术创新:

  • 一套针对自动驾驶卡车使用场景的系统性正向功能定义方法。融合了功能安全和信息安全的标准与规范,并配套 5 大类完整指标体系和测试方案。
  • 完整覆盖自动驾驶卡车 7 大核心系统的量产开发方法论与全栈核心技术。详细介绍了在卡车物理特性、苛刻安全要求、量产一致性、成本压力、运输时效和安全员特点等多重挑战下的前沿技术创新和极致工程优化。
  • 一个以 “正向开发、兼顾敏捷” 为原则的自动驾驶量产研发流程体系。将汽车行业的 V 模型开发流程与软件行业的敏捷开发模式进行了创新性融合,并建立了业内最完整的自动驾驶卡车量产测试验证体系。
  • 一个贯穿研发到量产全周期,涵盖整车到核心系统,跨越嬴彻科技全组织,并协同多个量产伙伴的自动驾驶安全开发体系,以及 “安全高于一切” 的核心理念。

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针对自动驾驶量产开发和安全设计中,整车正向开发的严谨性、软件开发的敏捷性、自动驾驶算法与需求的不确定性之间冲突所带来的行业全新挑战,白皮书深度分享了嬴彻科技的务实创新和持续探索。

白皮书系统性分享了嬴彻科技的大量技术创新细节和产业融合实践,希望籍此推动行业共享共创自动驾驶车辆量产方法论,消除量产相关经验知识碎片化对从业者的困扰。

想进一步了解《自动驾驶卡车量产白皮书》,请关注官方微信公众号 “嬴彻科技 Inceptio”,回复“白皮书” 或者 “whitepaper" 获取完整版。

在科技日当天,嬴彻科技同步发布了限量版白皮书数字藏品。

启动 “嬴彻 - 清华 AIR 杯“自动驾驶技术挑战赛 

作为自动驾驶量产的先行者,嬴彻科技致力于为行业长期发展发掘优秀人才,本次携手清华大学智能产业研究院(AIR),发起“嬴彻 - 清华 AIR 杯自动驾驶技术挑战赛”,这是国内首个同时覆盖干线物流和城市道路双赛道的大赛。首届赛事聚焦于决策规划算法,邀请全球自动驾驶爱好者一起来解决真实世界中的技术难题,在量产约束条件下挑战算法极限。大赛提供高速干线重卡和复杂城市道路的场景和数据,赛题数据全部来源于真实场景。 

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产业嬴彻科技
相关数据
清华大学机构

清华大学(Tsinghua University),简称“清华”,由中华人民共和国教育部直属,中央直管副部级建制,位列“211工程”、“985工程”、“世界一流大学和一流学科”,入选“基础学科拔尖学生培养试验计划”、“高等学校创新能力提升计划”、“高等学校学科创新引智计划”,为九校联盟、中国大学校长联谊会、东亚研究型大学协会、亚洲大学联盟、环太平洋大学联盟、清华—剑桥—MIT低碳大学联盟成员,被誉为“红色工程师的摇篮”。 清华大学的前身清华学堂始建于1911年,因水木清华而得名,是清政府设立的留美预备学校,其建校的资金源于1908年美国退还的部分庚子赔款。1912年更名为清华学校。1928年更名为国立清华大学。1937年抗日战争全面爆发后南迁长沙,与北京大学、南开大学组建国立长沙临时大学,1938年迁至昆明改名为国立西南联合大学。1946年迁回清华园。1949年中华人民共和国成立,清华大学进入了新的发展阶段。1952年全国高等学校院系调整后成为多科性工业大学。1978年以来逐步恢复和发展为综合性的研究型大学。

http://www.tsinghua.edu.cn/
相关技术
自动驾驶技术技术

从 20 世纪 80 年代首次成功演示以来(Dickmanns & Mysliwetz (1992); Dickmanns & Graefe (1988); Thorpe et al. (1988)),自动驾驶汽车领域已经取得了巨大进展。尽管有了这些进展,但在任意复杂环境中实现完全自动驾驶导航仍被认为还需要数十年的发展。原因有两个:首先,在复杂的动态环境中运行的自动驾驶系统需要人工智能归纳不可预测的情境,从而进行实时推论。第二,信息性决策需要准确的感知,目前大部分已有的计算机视觉系统有一定的错误率,这是自动驾驶导航所无法接受的。

深度强化学习技术

强化学习(Reinforcement Learning)是主体(agent)通过与周围环境的交互来进行学习。强化学习主体(RL agent)每采取一次动作(action)就会得到一个相应的数值奖励(numerical reward),这个奖励表示此次动作的好坏。通过与环境的交互,综合考虑过去的经验(exploitation)和未知的探索(exploration),强化学习主体通过试错的方式(trial and error)学会如何采取下一步的动作,而无需人类显性地告诉它该采取哪个动作。强化学习主体的目标是学习通过执行一系列的动作来最大化累积的奖励(accumulated reward)。 一般来说,真实世界中的强化学习问题包括巨大的状态空间(state spaces)和动作空间(action spaces),传统的强化学习方法会受限于维数灾难(curse of dimensionality)。借助于深度学习中的神经网络,强化学习主体可以直接从原始输入数据(如游戏图像)中提取和学习特征知识,然后根据提取出的特征信息再利用传统的强化学习算法(如TD Learning,SARSA,Q-Learnin)学习控制策略(如游戏策略),而无需人工提取或启发式学习特征。这种结合了深度学习的强化学习方法称为深度强化学习。

感知技术

知觉或感知是外界刺激作用于感官时,脑对外界的整体的看法和理解,为我们对外界的感官信息进行组织和解释。在认知科学中,也可看作一组程序,包括获取信息、理解信息、筛选信息、组织信息。与感觉不同,知觉反映的是由对象的各样属性及关系构成的整体。

规划技术

人工智能领域的「规划」通常是指智能体执行的任务/动作的自动规划和调度,其目的是进行资源的优化。常见的规划方法包括经典规划(Classical Planning)、分层任务网络(HTN)和 logistics 规划。

感知层技术

IoT (物联网) 三层结构中的一层,用于识别物体,采集信息等感知类的任务;另外两层是应用层(Application layer)和网络层(Network layer)。

深度神经网络技术

深度神经网络(DNN)是深度学习的一种框架,它是一种具备至少一个隐层的神经网络。与浅层神经网络类似,深度神经网络也能够为复杂非线性系统提供建模,但多出的层次为模型提供了更高的抽象层次,因而提高了模型的能力。

量化技术

深度学习中的量化是指,用低位宽数字的神经网络近似使用了浮点数的神经网络的过程。

嬴彻科技机构

嬴彻科技(Inceptio Technology)成立于2018年4月,是一家自动驾驶技术和运营公司。公司业务聚焦于干线物流场景,自主研发L3和L4级自动驾驶技术,和汽车产业紧密合作,为物流客户提供更安全、更高效、更优成本的新一代TaaS(Transportation-as-a-Service)货运网络。嬴彻科技取名于秦皇汉武,寓意于自动驾驶技术将为物流运输开创全新格局,寄托了对科技赋能物流产业这一重大机遇的美好期许。

http://inceptio.ai
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