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要问英伟达的自动驾驶套路有多深 黄教主也说不清

晓寒头条 车东西2017/05/12

车东西(公众号:newhard) 文 | 晓寒 前天晚上,英伟达老大黄仁勋在GTC2017上发表了主题演讲,推 […]

车东西(公众号:newhard)
文 | 晓寒

前天晚上,英伟达老大黄仁勋在GTC2017上发表了主题演讲,推出了多人VR、GPU计算卡、GPU超算、AI云服务等一些列新品。牵动了全球无数科技媒体,以及,…投资人们的心。

演讲后,英伟达股票一夜暴涨17%到120美元左右,而一年前,其股价还在30多美元徘徊。当然,这得感谢各类AI技术的迅速发展、感谢黄教主激情澎湃的演讲,对了,还有它那件多年未换的皮夹克。

AI技术未来的发展前景有目共睹,但是很多应用还有待时日。在看的见的未来里,自动驾驶相关技术会是其最重要的一个应用方向。所以黄教主才会自2015年开始,就在每年的CES、GTC上大肆宣传自家的自动驾驶相关产品,而对于其起家的游戏显卡业务,则成了一笔带过的事情。

不过问题来了,即使你从2015年开始,听了黄教主在CES和GTC上的每一场演讲,但是你可能还是明白英伟达在自动驾驶方面的完整布局,因为每年都有新东西和新变化。

别急,车东西帮你理理思路。

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硬件基础——Drive PX

昨天的发布会上,英伟达宣布与丰田达成了合作,后者未来将使用英伟达家的Drive PX2计算平台推出自动驾驶汽车。

2015年11月,丰田在日本演示了其自动驾驶技术,实物是一辆基于雷克萨斯GS450h改装的自动驾驶汽车。其前后搭载了6个激光雷达,6个毫米波雷达,以及一个双目摄像头,且所有的传感器都融进了车辆的外观件之中,使得该车看起来与普通的量产版GS450h几乎没有什么差别。

丰田自动驾驶640

(配图为丰田展出的自动驾驶汽车)

丰田在全球邀请了一些媒体去亲身体验,并表示将在2020年实现自动驾驶技术的商品化,当然,是高速公路场景下的自动驾驶。

据参会的国内媒体介绍,当时丰田并没有把样车的后备箱——即其计算模块展示给媒体看,但是他们还是能够听到后备箱传来了较大的风扇声。由此可见其后部放了不少电脑,且风扇的体积较大,转速也较高。

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(没有丰田的图,配图为奥迪早期的自动驾驶测试车后备箱的计算单元)

丰田也向媒体直言,他们正在努力缩小处理器的体积。

又过了一年半的时间,丰田找到了英伟达,决定在其未来的自动驾驶汽车上使用其Drive PX计算平台——当然,采用GPU计算的Drive PX天生适合深度学习等AI算法,并且还有体积小,能耗低的优势。

目前,Drive PX已经发展到了第二代,称之为Drive PX2。不过你要是经常听黄教主的演讲,你一定会发现一个很有意思的问题,就是黄教主在演讲中提到Drive PX2的时候,还会在后面加上各种英文,例如GTC2017上的Drive PX2 Parker,Drive PX2 Xavier等——实在是让人摸不着头脑。

事实上,按照英伟达中国官网的介绍,英伟达已经基于Drive PX2芯片做出了一系列产品。

官网副本640

(配图为中国官网的PX2产品系列)

包括Drive PX2 AutoCruise、Drive PX2 Chauffeur、Drive PX2 Autonomous Driving三个产品。按照功能来说,三者依次是为了实现L2/L3级别的自动驾驶(自适应巡航或高速公路自动驾驶)、L3/L4级别的自动驾驶(点对点)以及L4/L5级别的完全自动驾驶来设计的。

但是注意,黄教主在昨天的演讲中放出了一张自动驾驶的PPT,左边根据计算能力将Drive PX2分为高低两款产品——Drive PX2 Parker和Drive PX Xavier。

老黄分类副本640

(配图为黄教主在GTC2017上给Drive PX进行的分类)

看完这个图,车东西瞬间也是懵逼了。官网不是写着Drive PX2按照功能的高低,依次分为AutoCruise、Chauffeur和Autonomous Driving三个吗,这个Drive PX2 Parker又是什么鬼?

在多次与英伟达官方进行沟通后,车东西才得知,PPT中,Drive PX2 Parker与Drive PX Xavier是按照架构的不同来区分的,Parker是Pascal架构的统称,包含了AutoCruise、Chauffeur、Autonomous Driving三款产品。而Drive PX Xavier则是使用最新Volta架构的产品,对,就是那个花了30亿美元的架构。

按照教主的介绍,Drive PX Xavier是最顶级的Drive PX计算设备,可以毫无压力的支持L4/L5级别的完全自动驾驶。但是我想问的是,这里Drive PX Xavier的名称里,为啥不是PX2?

看到这里,车东西本以为已经将Drive PX产品之间的关系理顺了。但是仔细一想还有问题!

按照教主PPT里的分类,Drive PX2 Parker支持的是L2/L3级别的自动驾驶。但是在之前的演讲以及中国官网的介绍中,Drive PX2 Parker旗下的最高阶产品,Drive PX2 Autonomous Driving是支持L4/L5级别的自动驾驶的啊?

这不是自相矛盾吗?这个矛盾不仅难住了我,还难住了英伟达的人。

又是与英伟达方面进行了多次沟通之后,车东西才了解到,Drive PX2 Autonomous Driving确实支持L4/L5级别的自动驾驶,但是它需要两块Drive PX2(从官网的配图来看,应该是Chauffeur)才能实现,而据称特斯拉搭载2.0版本的自动驾驶硬件汽车,更是搭载了4块Drive PX2。

而最新采用Volta架构的Drive PX Xavier的性能则已经足够强大,因此使用一块Drive PX Xavier即可支持L4/L5级别的自动驾驶。所以才把有三款产品的Drive PX2 Parker放在了L2/L3的位置。

软件支持——DriveWorks与AI Car Platform

在费劲周折弄明白了Drive PX的产品体系之后,该说说软件了。

英伟达为了让各位小伙伴愉快的使用Drive PX计算平台来开发自动驾驶汽车,很贴心的为其提供了名为DriveWorks的SDK工具包,包含有API中间件、开发工具与技术支持,通过CUDA、cuDNN、TensorRT等技术,来完成视觉感知、高精地图绘制、定位、路径规划四大功能,这也是自动驾驶汽车最基本最核心的能力。

现在有了硬件、有了SDK,英伟达终于可以开心的卖芯片了,但是他们还觉得不够。

一方面可能是担心一些实力较弱的中小车厂与自动驾驶开发者用不好Drive PX。另一方面,毕竟只有英伟达自己才最了解自己的产品并且知道能开发出什么样的功能。

为此,英伟达又推出了AI Car Paltform,你可以将其理解成一个演示平台,即告诉你使用英伟达Drive PX能够做出什么东西来。这有点类似于英伟达在游戏显卡领域的公版显卡,以及高通经常给硬件厂商做的参考设计。

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(配图为黄教主最开始展示的AI CAR PLATFORM)

这个AI Car Paltform包含5个方向:

1、Auto-Pilot。

虽然与特斯拉的高级ADAS系统(半自动驾驶)Autopilot名字相似,但是别忘了中间还有个横线呢。好了,不说笑了,这个Auto-pilot就是正经的自动驾驶功能,也是英伟达Drive PX与DriveWorks能够实现的最重要功能。

2、Co-Pilot。

顾名思义,这是个智能副驾产品,主要目的是为了让驾驶员与汽车之间有更多的互动。其主要利用了视觉与语音技术。视觉上,Co-pilot能够通过车载摄像头监测驾驶员与其行为,例如这个驾驶员是谁,他的视线在看哪里,开车的途中是否困了,甚至是通过唇部的动作来判断这个驾驶员说了什么话。

而当发现驾驶员出现疲倦或是睡着的情况时,也会通过语音提醒他注意。当然,Co-Pilot也自带有语音交互功能,驾驶员可以通过语言与系统进行交互。这样,在开车的时候就像是有了一个副驾驶坐在身边。

3、NLU。

NLU就是Natural Language Understanding——自然语义理解。在车内环境来说,语音交互是一个好的选择,但是想要把语音交互做好,让系统理解人类语音是最好选择,这就是NLP。而机器学习、深度学习等技术又是实现NLP的好办法,所以在部署了Drive PX后,自然让车内NLU以及语音交互有了更多的发展空间。

需要指出的是,上一个案例Co-pilot也有语音识别的成分,但是两者也有区别。NLU就是单只语音,而Co-piolt则是以图像为主,语音为辅助。

4、Guardian Angel。

Guardian Angel(守护天使)是黄教主在今年GTC上新提到的一个概念,从名字来看,就是要守护驾驶员——其作用就是在人类开车的时候通过摄像头、雷达等传感器监测路况,当有危险的时候系统就会通过语音等方式提醒驾驶员。

这一功能与目前ADAS系统中的碰撞预警、行人识别功能类似,但是需要指出的是,之前的ADAS系统由于计算能力的限制,其功能与效果都比较一般,而有了Drive PX的加持,厂商可以在汽车中部署AI算法,能够大大提升了车载摄像头的图像识别能力,进而让摄像头识别出更多的物体,或是交通状况。

5、Mapping-to-Driving

这也是黄教主在今年新提的一个说法,即车辆可以通过车载摄像头来扫描外部环境,识别像是建筑、车道线、路灯等物体的位置来构建高精地图,再通过与地图数据路的信息进行比对与GPS信号加持,即可完成自身的定位工作,从而实现自动驾驶。

与此同时,车辆扫描的地图信息也能够传回云端,进而整个地图数据库,让所有连接的自动驾驶汽车共享。

目前,像是高通、Mobileye等从事自动驾驶研究的巨头也推出有类似的技术。

还是开头那句话,由于自动驾驶技术发展太快,结果黄教主在每年的CES、GTC上进行演讲时也在不停的更新PPT,从而对自家的产品与技术分类也在有着新的变化。

比如在今年GTC上,他就在AI CAR PLATFORM前面加上了NVIDIA DRIVE的字样(又改名了)。并且把CES上AI CAR PLATFORM下面的应用场景又缩减到了3个——即Mapping-to-Driving、Co-Pilot、Guardian Angel。

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(配图为GTC2017上展示的新版AI CAR PLATFORM—NVIDIA DRIVE)

当然,由于Co-Pilot本身就有语音交互,所以可以把NLU看成是Co-Pilot的一个部分,而Auto-Pilot又极其依仗摄像头、激光雷达的图像能力,所以英伟达也将Auto-Pilot更名为了Mapping-to-Driving,其实就是为了突出一下自己的图像能力。

还是那句话——Drive PX的GPU计算给汽车带来了AI,从而让其在图像识别、语音识别等方面的能力大大增强,基于这点,英伟达在卖芯片的同时,也贴心地给车厂们规划了上述5个应用方向。

成果——绑定车厂与供应商

口说无凭,眼见为真。

黄教主作为一个华裔,当然知道中国文化中的这个说法。所以为了进一步说服那些年营业额动辄千亿美金/欧元,净利润动辄几十亿美元/欧元的傲娇的整车厂们使用自家的产品,英伟达得拿出点可以证明产品好的例子。

于是,宇宙最强“核弹”公司自己也开发了一台自动驾驶测试车——BB8。这可不是随便起的一个名字,BB8可是星球大战电影中的明星机器人,参照下图。

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从名字能看出三点:1、英伟达是一家有趣的科技公司,(毕竟卖游戏显卡起家,一本正经怎么贴近用户。)2、向美国经典电影星球大战致敬。3、用BB8背书。星球大战在美国人气爆棚,BB8几乎家喻户晓,这样好宣传。同时,BB8原本是机器人,英伟达的潜台词是我们的车是机器人,能自己开(此处响起来掌声)。

OK,言归正传。BB8是一辆基于林肯MKC改装的自动驾驶测试车,目前已经在美国加州获得了自动加驾驶测试牌照。在CES2017上,英伟达与其合作伙伴奥迪在展馆旁搭建了一个小型的试车场,让一些媒体实际体验了他们两家的自动驾驶汽车。

从外观上看,BB8除了挡风玻璃中间的前置摄像头外,其前后左右以及车顶还共计有6个传感器,但是由于都是黑色的盒子,并不能判断其具体是什么类型的传感器。

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(配图为BB8,注意车身上的传感器)

不过从这些黑色盒子的大小以及位置来看,其肯定不是能够旋转的64线或32线激光雷达,再结合着业内的普遍做法来推测,里面应该装有激光雷达和毫米波雷达,(而至于超声波雷达,BB8的本体MKC本身就有)。

当时参与体验的媒体就传感器方案向英伟达与奥迪的工作人员进行了咨询,英伟达工作人员表示BB8各种传感器都有,但是在实际体验时,只打开了前置摄像头——当然,这样能够更好地展示深度学习与Drive PX模块。

在有了实际的成果后,英伟达终于可以开心的卖芯片了。根据各种发布会以及零散的消息,车东西总结了一下英伟达的合作伙伴。

在整车方面,包括特斯拉(毕竟以8个摄像头来作为主传感器)、奥迪、沃尔沃、丰田,以及做卡车的PACCAR。

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(配图为英伟达与奥迪合作开发的自动驾驶汽车)

在汽车配件供应商方面,主要是ZF(采埃孚)与博世。与供应商的合作,可以让英伟达的芯片尽快变成车规级的产品,进而让博世、ZF这样的供应商卖给各大汽车厂商。

ZF是全球最重要的汽车传动产品供应商之一,在2014年又收购了美国汽车电子电子部件供应商TRW天合,增强了自己在汽车电子以及主动和被动安全方面的技术。很明显,这个做变速箱的公司也盯上了汽车的智能化。

在CES2017上,英伟达与ZF分别在各自的发布会上,宣布了双方的合作,表示将共同打造基于Drive PX2的自动驾驶计算模块,名字为ProAI,预计最早于2018年初投产。

2017年3月,在博世自家的互联大会上,英伟达与博世联合宣布将共同研发基于Drive PX Xavier的车载计算机,预计最快2020年量产。前文已经介绍过,Drive PX Xavier是基于Votal架构,计算能力强劲,所以英伟达与博世的目标是解决L4/L5级别的自动驾驶问题。

最后,自动驾驶的实现离不开高精地图。英伟达与HERE、TomTom、百度等公司达成了合作,三者分别覆盖了欧洲、欧美以及中国地图。

结语:为了10万亿而努力

如果你经常听黄教主的演讲,除了那件标志性的皮衣,你肯定还会留意这样一张PPT,即教主每次讲到自动驾驶的时候,都会先说(展示)一下,10万亿!交通可是10万亿美元的市场啊。

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(注意这张PPT的标题)

虽然直白,但是很有道理——这也是为什么在汽车行业面临智能化、电气化浪潮的时候,有一大批企业想要冲进来的原因。

总结一下英伟达,我们会发现这家公司在面对新的机会时,整体的打法还是非常精准有力的。首先找到了自动驾驶汽车的一个痛点——计算能力。然后推出了Drive PX平台,在提升了计算能力的同时,还解决了体积与功耗的问题。

其次,由于自动驾驶技术的普及还有待时日,所以英伟达又按将Drive PX平台发展成了一个系列产品,包括解决L2 ADAS功能的AutoCruise、解决L3/L4的Chauffeur、以及解决L4/L5的Autonomous Driving。

与此同时,虽然上述产品还没卖出去几个,但英伟达也仍然在不断对产品进行更新,又推出了更顶尖的产品Drive PX Xavier。

在具体的推广上,英伟达也是操碎了心,除了提供开发工具DriveWorks,还给出了5大具体应用方向,并且还自己做了一台BB8让大家看看效果…

所以,忙了一大圈的英伟达也终于获得了一定的收获,包括全球最赚钱的车企丰田,以及奥迪、沃尔沃、特斯拉等主流汽车公司的合作。而在具体的销售层面,又成功拿下了全球最大的汽车部件供应商博世和重要供应商ZF,算是走上了一条健康的发展道路。


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