本書以2020年前后為目標,世界各國的汽車制造商正為實現(xiàn)互聯(lián)汽車而展開研發(fā)競爭。由先進的信息通信、傳感和人工智能技術(shù)實現(xiàn)的移動系統(tǒng)將極大地改變汽車的未來。本書介紹了美國NHTSA(國家公路交通安全管理局)有關(guān)自動駕駛的建議、ICT如何為自動駕駛的實現(xiàn)做貢獻、實現(xiàn)汽車自動駕駛所必需的圖像技術(shù)和人工智能的必要性,以及實現(xiàn)自動駕駛所面臨的難題。本書適合從事ICT和汽車工業(yè)這兩個行業(yè)的人員閱讀。
本套書由英特爾戰(zhàn)略規(guī)劃室汽車業(yè)務(wù)部、首席先進服務(wù)架構(gòu)師(兼)總監(jiān)、名古屋大學(xué)客座準教授野邊繼男編寫,該書在日本出版后廣受歡迎,出版3個月即重印,經(jīng)多位業(yè)內(nèi)專家推薦引進,由中國汽車工程學(xué)會智能交通分會秘書長、同濟大學(xué)陳慧教授領(lǐng)銜翻譯。作者野邊繼男曾在NEC、軟銀、日產(chǎn)汽車、英特爾工作,涉及汽車與信息通信兩個領(lǐng)域,作者認為自動駕駛的實現(xiàn)的重點并非車輛技術(shù)自身進步,而必須依賴于ICT領(lǐng)域的突破。本套書從ICT領(lǐng)域從業(yè)專家的視角闡釋了如何深入理解自動駕駛和網(wǎng)聯(lián)汽車。
以2020 年前后為目標節(jié)點, 世界各國的汽車制造商正在為實現(xiàn)車輛的自動駕駛而展開研發(fā)競爭。自動駕駛汽車利用攝像頭以及毫米波雷達、LiDAR ( 激光雷達, 英文全稱為Laser Imaging Detection and Ranging)、超聲波雷達等多種傳感器采集信息, 經(jīng)計算機處理后實現(xiàn)對車輛周圍狀況的感知。
通過感知與事故 相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險, 計算機計算出規(guī)避風(fēng)險的路徑, 在人不介入的情況下, 將該計算結(jié)果直接通過車內(nèi)CAN ( Controller Area Network)網(wǎng)絡(luò)通信等傳遞給控制系統(tǒng), 以控制車輛的運動。
另一方面, 這些傳感器能感知的距離范圍只有100 ~200m。對于該范圍以外的距離, 則需要參照云端的三維駕駛用地圖來游刃有余地實現(xiàn)具有計劃性的自動駕駛。
進一步, 如果實際行駛所得到的信息與原地圖不相符, 則將數(shù)據(jù)上傳云端進行地圖更新。這樣, 通過將來自大量非特定車輛的各類傳感器數(shù)據(jù)匯集于云端數(shù)據(jù)中心, 經(jīng)統(tǒng)計處理以及大數(shù)據(jù)處理后, 實現(xiàn)了三維駕駛用地圖的更新。
此外, 通過引入機器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù), 可生成在一般道路十字路口也能安全通過的自動駕駛算法。因此, 每輛汽車不僅是三維駕駛用地圖的使用者, 同時也是地圖的繪制者。
僅憑上述車輛信息技術(shù)的開發(fā)是不足以實現(xiàn)自動駕駛的, 還必須對關(guān)聯(lián)技術(shù)進行投入。首先需擴充數(shù)據(jù)中心等設(shè)備, 用于自動駕駛所不可或缺的數(shù)據(jù)收Ⅳ 集、存儲和處理。日本是數(shù)據(jù)中心不發(fā)達國家。據(jù)說在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展較為先進的美國, 將人工智能等技術(shù)逐步應(yīng)用于市場的各公司都擁有規(guī)模達100 萬臺級服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心, 而日本即便將所有這類公司加起來, 估計也只有100 萬臺左右。這樣, 要實現(xiàn)自動駕駛的附加價值就不得不依賴于海外。
至于通信設(shè)備, 依靠今后將進一步發(fā)展的移動電話網(wǎng)就足夠了。很多人擔(dān)心自動駕駛開始后通信量會劇增而超出通信能力, 其實這根本不用擔(dān)心。對自動駕駛而言, 大數(shù)據(jù)量的通信頻率不高, 而通信頻率高的是小數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù), 所以不會造成那么多通信負擔(dān)。當(dāng)然, 各種數(shù)據(jù)壓縮方法、通信量最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)等還是必須要考慮的。
此外, 地圖及通信的國際通用化、更牢靠的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的導(dǎo)入, 以及車輛固有的隱私問題的解決將變得越發(fā)重要。
本書介紹了大量與自動駕駛汽車相關(guān)的實際情況, 筆者在ICT 及汽車行業(yè)均有涉足, 相信本書一定能為大家提供參考。
祝各位讀者身體健康。
野邊繼男
野邊繼男英特爾戰(zhàn)略規(guī)劃室汽車業(yè)務(wù)部首席先進服務(wù)架構(gòu)師(兼)總監(jiān)名古屋大學(xué) 客座準教授曾在NEC、軟銀、日產(chǎn)汽車、英特爾工作,具備汽車與信息通信兩個領(lǐng)域融合經(jīng)驗。從2004年起,在日產(chǎn)作為項目總監(jiān),應(yīng)用ICT技術(shù)把車輛與數(shù)據(jù)中心連接在一起,實現(xiàn)了網(wǎng)聯(lián)汽車(Connected Car)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)。為電動汽車聆風(fēng)開發(fā)了EV-IT,可將每輛車的實際行駛數(shù)據(jù)上傳云端,在云端以環(huán)境信息和行駛信息為依據(jù),將當(dāng)前電量下能行駛的公里數(shù)的預(yù)測結(jié)果傳遞給車輛。這是與此后的自動駕駛相關(guān)聯(lián)的技術(shù)。從2012年起在英特爾開展了汽車ICT標準化的工作,此后一直沉浸在自動駕駛領(lǐng)域,并認為要實現(xiàn)自動駕駛并非靠車輛技術(shù)的延伸,而需依賴于ICT本身。
前言
第1 章 美國NHTSA 關(guān)于自動駕駛的提議/ / 001
1 -1 提議的定位/ / 002
1 -2。危龋裕樱 的自動化水平定義/ / 010
1 -3。危龋裕樱 的自動化研究項目/ / 019
1 -4 無人駕駛公開道路試驗及牌照頒發(fā)的推薦原則/ / 024
1 -5 人為因素研究的重要性(對NHTSA 資料的補充) / / 029
第2 章 ICT 如何為自動駕駛的實現(xiàn)做出貢獻/ / 041
2 -1 人類視角所見自動駕駛 與普通駕駛 的本質(zhì)區(qū)別/ / 042
2 -2 SLAM 的應(yīng)用/ / 061
2 -3 識別外部環(huán)境, 預(yù)測物體運動/ / 071
2 -4 規(guī)劃無碰撞路徑/ / 073
Ⅵ
第3 章 自動駕駛所必需的圖像技術(shù)及人工智能/ / 075
3 -1 各類傳感器的技術(shù)動向與未來預(yù)測/ / 076
3 -2 圖像識別技術(shù)/ / 084
3 -3 什么是機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)/ / 086
3 -4 自動駕駛的適用范圍和必要的智能判斷/ / 092
3 -5 機器學(xué)習(xí)與自動駕駛/ / 094
第4 章 實現(xiàn)自動駕駛所面臨的課題/ / 101
4 -1 網(wǎng)絡(luò)安全的風(fēng)險與對策/ / 102
4 -2 隱私保護問題與對策/ / 113
4 -3 全球化競爭中是否能取勝/ / 117