本書以2020年前后為目標(biāo),世界各國的汽車制造商正為實(shí)現(xiàn)互聯(lián)汽車而展開研發(fā)競爭。由先進(jìn)的信息通信、傳感和人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)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(dòng)駕駛的建議、ICT如何為自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)做貢獻(xiàn)、實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)駕駛所必需的圖像技術(shù)和人工智能的必要性,以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛所面臨的難題。本書適合從事ICT和汽車工業(yè)這兩個(gè)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(jìn)服務(wù)架構(gòu)師(兼)總監(jiān)、名古屋大學(xué)客座準(zhǔn)教授野邊繼男編寫,該書在日本出版后廣受歡迎,出版3個(gè)月即重印,經(jīng)多位業(yè)內(nèi)專家推薦引進(jìn),由中國汽車工程學(xué)會(huì)智能交通分會(huì)秘書長、同濟(jì)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(gè)領(lǐng)域,作者認(rèn)為自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)并非車輛技術(shù)自身進(jìn)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(dòng)駕駛和網(wǎng)聯(lián)汽車。
以2020 年前后為目標(biāo)節(jié)點(diǎn), 世界各國的汽車制造商正在為實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)駕駛而展開研發(fā)競爭。自動(dòng)駕駛汽車?yán)脭z像頭以及毫米波雷達(dá)、LiDAR ( 激光雷達(dá), 英文全稱為Laser Imaging Detection and Ranging)、超聲波雷達(dá)等多種傳感器采集信息, 經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后實(shí)現(xiàn)對(duì)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(xiǎn), 計(jì)算機(jī)計(jì)算出規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的路徑, 在人不介入的情況下, 將該計(jì)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(yùn)動(dòng)。
另一方面, 這些傳感器能感知的距離范圍只有100 ~200m。對(duì)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(shí)現(xiàn)具有計(jì)劃性的自動(dòng)駕駛。
進(jìn)一步, 如果實(shí)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(jìn)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(jì)處理以及大數(shù)據(jù)處理后, 實(shí)現(xiàn)了三維駕駛用地圖的更新。
此外, 通過引入機(jī)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(dòng)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(shí)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的, 還必須對(duì)關(guān)聯(lián)技術(shù)進(jìn)行投入。首先需擴(kuò)充數(shù)據(jù)中心等設(shè)備, 用于自動(dòng)駕駛所不可或缺的數(shù)據(jù)收Ⅳ 集、存儲(chǔ)和處理。日本是數(shù)據(jù)中心不發(fā)達(dá)國家。據(jù)說在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展較為先進(jìn)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(dá)100 萬臺(tái)級(jí)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(jì)也只有100 萬臺(tái)左右。這樣, 要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的附加價(jià)值就不得不依賴于海外。
至于通信設(shè)備, 依靠今后將進(jìn)一步發(fā)展的移動(dòng)電話網(wǎng)就足夠了。很多人擔(dān)心自動(dòng)駕駛開始后通信量會(huì)劇增而超出通信能力, 其實(shí)這根本不用擔(dān)心。對(duì)自動(dòng)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(huì)造成那么多通信負(fù)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(dòng)駕駛汽車相關(guān)的實(shí)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(jìn)服務(wù)架構(gòu)師(兼)總監(jiān)名古屋大學(xué) 客座準(zhǔn)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(gè)領(lǐng)域融合經(jīng)驗(yàn)。從2004年起,在日產(chǎn)作為項(xiàng)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(shí)現(xiàn)了網(wǎng)聯(lián)汽車(Connected Car)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)。為電動(dòng)汽車聆風(fēng)開發(fā)了EV-IT,可將每輛車的實(shí)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(cè)結(jié)果傳遞給車輛。這是與此后的自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)化的工作,此后一直沉浸在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,并認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)駕駛的提議/ / 001
1 -1 提議的定位/ / 002
1 -2。危龋裕樱 的自動(dòng)化水平定義/ / 010
1 -3。危龋裕樱 的自動(dòng)化研究項(xiàng)目/ / 019
1 -4 無人駕駛公開道路試驗(yàn)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(duì)NHTSA 資料的補(bǔ)充) / / 029
第2 章 ICT 如何為自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)/ / 041
2 -1 人類視角所見自動(dòng)駕駛 與普通駕駛 的本質(zhì)區(qū)別/ / 042
2 -2。樱蹋粒 的應(yīng)用/ / 061
2 -3 識(shí)別外部環(huán)境, 預(yù)測(cè)物體運(yùn)動(dòng)/ / 071
2 -4 規(guī)劃無碰撞路徑/ / 073
Ⅵ
第3 章 自動(dòng)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(dòng)向與未來預(yù)測(cè)/ / 076
3 -2 圖像識(shí)別技術(shù)/ / 084
3 -3 什么是機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)/ / 086
3 -4 自動(dòng)駕駛的適用范圍和必要的智能判斷/ / 092
3 -5 機(jī)器學(xué)習(xí)與自動(dòng)駕駛/ / 094
第4 章 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛所面臨的課題/ / 101
4 -1 網(wǎng)絡(luò)安全的風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策/ / 102
4 -2 隱私保護(hù)問題與對(duì)策/ / 113
4 -3 全球化競爭中是否能取勝/ / 117