蔚來汽車使用的這款自動(dòng)駕駛虛擬測(cè)試軟件,可以在一分鐘內(nèi)自動(dòng)生成城市街區(qū)
用計(jì)算機(jī)模擬測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車并不是一個(gè)新想法,但這家初創(chuàng)公司Parallel Domain準(zhǔn)備圍繞它開展整個(gè)業(yè)務(wù),他們第一個(gè)客戶是蔚來汽車。Parallel Domain的仿真與其他軟件有何不同?
智車科技之前報(bào)道過很多自動(dòng)駕駛仿真模擬軟件,比如Carla,Prescan,carsim,Panosim……他們都共同的特點(diǎn)是需要手工建模,“這種情況”速度過于緩慢,通常需要花費(fèi)數(shù)周時(shí)間來制作幾個(gè)城市街區(qū)。最近一家初創(chuàng)公司Parallel Domain,聲稱其計(jì)算程序能夠在不到一分鐘的時(shí)間內(nèi)生成城市街區(qū)。
Parallel Domain是自動(dòng)車輛模擬3D環(huán)境生成軟件的供應(yīng)商,他的創(chuàng)始人是前蘋果和皮克斯員工凱文麥克納馬拉。在蘋果公司工作時(shí),麥克納馬拉就參與了一個(gè)自動(dòng)駕駛項(xiàng)目,在那里他探索了虛擬環(huán)境的自動(dòng)內(nèi)容生成,他當(dāng)時(shí)的想法是使用這種技術(shù)讓自動(dòng)駕駛系統(tǒng)得到訓(xùn)練,測(cè)試,驗(yàn)證和開發(fā)人工智能。后來,他創(chuàng)辦了Parallel Domain。
“我們所做的是使用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)來加速安全自動(dòng)駕駛車輛的開發(fā),”麥克納馬拉說,“這個(gè)想法是,在模擬中,你可以安全地犯錯(cuò),然后從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)。在虛擬世界中,你不會(huì)在這個(gè)模擬中傷害任何人!
Parallel Domain平臺(tái)使用真實(shí)世界地圖數(shù)據(jù),程序增長算法和生成模型,可以教會(huì)汽車如何駕駛并確保汽車的軟件正在學(xué)習(xí)。虛擬世界的所有元素都是可調(diào)整和可編程的,例如車道數(shù)量,地形類型,山脈位置,道路曲率等等。
如果我們需要在模擬器中駕駛數(shù)十億英里,我們?nèi)绾谓⑦@些英里?
當(dāng)前的機(jī)器學(xué)習(xí)算法必須經(jīng)過大量數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練和測(cè)試。但是,真實(shí)世界的測(cè)試和數(shù)據(jù)收集需要真實(shí)的車輛,實(shí)際的驅(qū)動(dòng)程序和實(shí)時(shí)的交通場(chǎng)景。根據(jù)蘭德公司的說法,如果要證明自動(dòng)駕駛汽車的安全,需要安全駕駛110億英里, 在現(xiàn)實(shí)世界中駕駛這些里程數(shù)是一個(gè)棘手的問題。所以很多人想到用模擬駕駛數(shù)據(jù),但是目前用現(xiàn)有的手工方法建造幾個(gè)高保真城市街區(qū)需要花費(fèi)數(shù)周甚至數(shù)月時(shí)間,而且通常需要大量的重復(fù)性手工勞動(dòng)。
Parallel Domain開創(chuàng)性的內(nèi)容生成技術(shù)提供了可配置,詳細(xì)且可大規(guī)模擴(kuò)展的仿真環(huán)境。該軟件會(huì)自動(dòng)生成虛擬里程和自動(dòng)駕駛車輛所需的虛擬場(chǎng)景,以便在自動(dòng)駕駛車輛到達(dá)現(xiàn)實(shí)世界之前就能獲得學(xué)習(xí)。自動(dòng)駕駛汽車公司正在使用該軟件消除大規(guī)模仿真中最困難的障礙:構(gòu)建車輛可能遇到的各種復(fù)雜環(huán)境。
為什么自動(dòng)生成虛擬世界?
用Parallel Domain獨(dú)一無二的方法自動(dòng)生成的這些模擬世界有很多優(yōu)勢(shì)。有了這項(xiàng)技術(shù),虛擬世界就變成了一個(gè)巨大的參數(shù)空間,可以由工程師,幾行代碼甚至人工智能自己隨意調(diào)整:
1.為可能的世界做好準(zhǔn)備,不僅僅是今天的世界:增加一條自行車道,垃圾分散開,提前時(shí)間讓一棵樹長在路旁,或者讓瀝青路面開裂或者完全裂開,然后用新瀝青重新鋪路。
2.分析環(huán)境單個(gè)因素的影響:在完美的可重復(fù)性和參數(shù)化的世界下,通過改變其中一個(gè)元素,例如車道數(shù)量,自行車車道的寬度或道路漆的狀況等,產(chǎn)生相同確切場(chǎng)景的多次運(yùn)行,來分析單個(gè)因素對(duì)整體的影響。
3.對(duì)抗網(wǎng)絡(luò):利用參數(shù)空間可以生成給定的虛擬世界,可以利用生成式對(duì)抗技術(shù),給自動(dòng)駕駛汽車制造困難的環(huán)境,利用該汽車的特定弱點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練。
4.隨機(jī)域:用一組參數(shù)來生成世界,直接利用隨機(jī)域生成不同條件下的大量數(shù)據(jù)來幫助ML算法從虛擬世界轉(zhuǎn)移到現(xiàn)實(shí)世界中學(xué)習(xí)。
5.單元測(cè)試:到目前為止,不可能大規(guī)模地產(chǎn)生完整的單元測(cè)試連續(xù)體。例如,有一個(gè)3叉路路口,可以以任何角度進(jìn)入,1度遞增或10度或0.1度全部可以嘗試。很快就會(huì)有數(shù)百萬個(gè)組合形成一個(gè)連續(xù)的測(cè)試空間。
模擬數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)
在很多方面,模擬(合成數(shù)據(jù))是真實(shí)駕駛(真實(shí)數(shù)據(jù))的理想基礎(chǔ),它們構(gòu)成了一個(gè)很好的組合。有時(shí)我們會(huì)問“合成數(shù)據(jù)什么時(shí)候會(huì)像真實(shí)世界的數(shù)據(jù)一樣好?”其實(shí)合成數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)形成互補(bǔ),結(jié)合兩者構(gòu)建更安全、可靠的車輛。模擬數(shù)據(jù)在某些領(lǐng)域有很大的優(yōu)勢(shì):
真實(shí)駕駛有風(fēng)險(xiǎn)/模擬駕駛是完全安全的
真正的駕駛很慢(一輛汽車每天只能駕駛很多英里)/模擬駕駛可以很快,可能要快幾千倍
真正的駕駛每英里花費(fèi)很昂貴(汽車維修,汽油,司機(jī))/模擬駕駛是成本的一小部分(一旦建立了模擬器和虛擬世界)
真正的駕駛需要管理一個(gè)真正的車輛/模擬需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)
真正的駕駛通常相當(dāng)無聊和無信息/模擬可以在充滿挑戰(zhàn)的情況下,讓汽車學(xué)習(xí)更多
真實(shí)世界的數(shù)據(jù)需要對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)集進(jìn)行容易出錯(cuò)的注釋,這是訓(xùn)練ML算法/模擬每次都提供完整的注釋數(shù)據(jù)
Parallel Domain公司目前已籌集了250萬美元的種子資金,將提供可以為自動(dòng)駕駛汽車虛擬測(cè)試提供技術(shù)支持。仿真團(tuán)隊(duì)可以使用Parallel Domain的軟件快速建立一個(gè)新的虛擬世界并處理其中的任何變量,從車道數(shù)量到瀝青狀況等。NIO成為了第一家客戶。這種模擬平臺(tái)的潛在需求不限于自動(dòng)駕駛汽車。任何機(jī)器使用計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)來改善決策自主性,都需要高保真的虛擬世界來測(cè)試和證明安全性。Parallel Domain這種自動(dòng)生成環(huán)境的技術(shù),快速生成城市街區(qū)模型,可以消除公司在大規(guī)模模擬方面的障礙。

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