現(xiàn)階段,自動駕駛浪潮正席卷全球,各大車企都在積極研發(fā)汽車的自動駕駛功能,但各自采用的方向卻并不相同。
與谷歌、Waymo等自動駕駛公司不同,特斯拉堅持走純視覺路線,即使用成本更低的8枚攝像頭進行識別。
低成本的硬件在幫助特斯拉獲取大量數(shù)據(jù)上起到了至關(guān)重要的作用。而特斯拉使用PyTorch語言編寫的系統(tǒng)可以自動處理數(shù)據(jù)并對自身進行升級。特斯拉的自動駕駛之所以能夠快速的迭代,正是因為軟硬件的完美結(jié)合。
日前特斯拉的人工智能和計算機視覺主管Andrej Karpathy做了一個10分鐘左右的演講,介紹了特斯拉如何訓(xùn)練其自動駕駛系統(tǒng)實現(xiàn)自我進化。
一、完善算法的關(guān)鍵 普及自動駕駛硬件收集車主海量數(shù)據(jù)
特斯拉的自動駕駛方案與其它公司不同,并不基于激光雷達或高精度地圖,而是采用由8顆攝像頭組成的計算機視覺系統(tǒng),用攝像頭拍攝的圖像識別道路環(huán)境。
與此同時,特斯拉的所有的車型都搭載了自動駕駛硬件,并通過軟件更新的形式向車主逐步開放其自動駕駛功能,這樣,特斯拉就可以獲取大量的真實數(shù)據(jù)。
截至目前,特斯拉的Navigate on Autopilot(自動輔助導(dǎo)航駕駛系統(tǒng))已經(jīng)在全球 50 個國家累計行駛里程 16 億公里,自動變道 20 萬次。
智能召喚功能也已經(jīng)推送到全球多個地區(qū),車主實際完成了超過 50 萬次車輛召喚。
二、使用PyTorch語言實現(xiàn)自我進化 提高數(shù)據(jù)處理效率
這些數(shù)據(jù)如果通過人工進行處理,難以想象需要多少時間。Andrej Karpathy 在這里引入了PyTorch和Torch的概念。
據(jù)了解,Torch 是一個基于?BSD License?的開源機器學(xué)習(xí)框架,主要用于圖像和視頻的深度學(xué)習(xí)。
而PyTorch,是使用 Python 語言編寫的Torch機器學(xué)習(xí)框架 。相比Torch,PyTorch擁有了更高的編譯和運行效率,為特斯拉的自動駕駛系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)。
基于PyTorch,Karpathy的團隊開發(fā)了一個內(nèi)部戲稱為“假期計劃”的計算機自我訓(xùn)練系統(tǒng)。使得特斯拉的自動駕駛系統(tǒng)不光能夠收集數(shù)據(jù),甚至還能夠?qū)?shù)據(jù)進行處理并實現(xiàn)自我進化。
這就對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理邏輯及處理速度有著極強的要求。Karpathy為我們闡述了這套系統(tǒng)是如何工作的。
首先,該系統(tǒng)會把收集到的圖像解構(gòu)成多個獨立的物體,如紅綠燈、路緣石、道路標(biāo)識、移動物體等。而所有這些數(shù)據(jù)組合起來,就可以完整的描繪當(dāng)前道路的信息。
接下來,每個物體的數(shù)據(jù)都有相對應(yīng)的處理器進行分析處理。這些處理器的數(shù)據(jù)處理是協(xié)同進行的,以避免數(shù)據(jù)之間相互孤立。微觀上,系統(tǒng)能夠監(jiān)測某一物體的各項數(shù)據(jù);宏觀上,系統(tǒng)能夠把各物體的數(shù)據(jù)進行匯總,良好的還原當(dāng)時的道路情況。
三、數(shù)據(jù)互聯(lián)協(xié)同分析 多傳感器宏觀判斷路況
Karpathy還介紹了該系統(tǒng)的一個特點:汽車的8個攝像頭也是協(xié)同工作的。在很多情況下(例如距離和深度的判斷),單張圖像無法提供足夠的數(shù)據(jù)量。而多攝像頭協(xié)同工作將有助于自動駕駛系統(tǒng)更好的理解該場景。
在車輛行駛的過程中,針對同一個場景,8個攝像頭會用不同的距離和焦距拍攝總計4096張照片。這些照片最終都會被以上述的方法進行加工處理。
特斯拉的這套訓(xùn)練系統(tǒng)最終形成了一個多攝像頭,多傳感器共同協(xié)作的系統(tǒng)。這套系統(tǒng)不光能夠分析車輛外部的道路環(huán)境,還能收集車輛在應(yīng)對各種情況時的處理及結(jié)果。
結(jié)語:軟硬件結(jié)合是特斯拉方案的關(guān)鍵
先用低成本的硬件完成普及,然后再用交付的硬件收集數(shù)據(jù),最后用合理的編程語言訓(xùn)練機器獨立處理數(shù)據(jù),完成自我升級。特斯拉的每一步棋都下的精妙無比。
數(shù)據(jù)樣本大,數(shù)據(jù)處理能力強是特斯拉這套自動駕駛系統(tǒng)的兩大核心優(yōu)勢。
根據(jù)這兩點,我更加看好特斯拉未來的全自動駕駛系統(tǒng),但對于馬斯克給出的2020年特斯拉實現(xiàn)全自動駕駛的承諾,我持懷疑態(tài)度。