揭秘特斯拉自動(dòng)駕駛背后技術(shù)

馬斯克曾說會(huì)在2019年年底推出功能齊全的自動(dòng)駕駛（Full Self Driving,簡稱 FSD），但現(xiàn)在已經(jīng)到了2020年，特斯拉升級系統(tǒng)后除增加了“車輛召喚”功能，也并沒有完全開放自動(dòng)駕駛權(quán)限。對此，馬斯克表示特斯拉希望通過訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來識(shí)別城市中可能遇到的每個(gè)物體并采取相應(yīng)的行動(dòng)，從而強(qiáng)行進(jìn)入城市駕駛，這可能還需要數(shù)月的時(shí)間。

不得不說，盡管還需數(shù)月，但如果能在今年內(nèi)開放城市內(nèi)的完全自動(dòng)駕駛，也足以令人驚嘆。而最近有日本媒體拆解了特斯拉Model 3，更是宣稱它的自動(dòng)駕駛技術(shù)要領(lǐng)先其余汽車制造商6年的時(shí)間，究竟有什么玄妙？

什么是“Hardware 3”？

說起來特斯拉的自動(dòng)駕駛技術(shù)，不能忽略的就是它的自研芯片，也就是在2019年4月發(fā)布的“Hardware 3”。

其實(shí)在最開始的時(shí)候，特斯拉并沒有完全獨(dú)立研究這塊集成芯片，而是與 Mobileye 合作，但后來特斯拉產(chǎn)品在輔助駕駛情況下經(jīng)歷了一次事故，這顯然沒有達(dá)到預(yù)期的要求，所以二者不歡而散。隨后特斯拉又?jǐn)y手英偉達(dá)，采用英偉達(dá)的芯片解決方案，但顯然馬斯克覺得這還不夠，于是在2016 年請來“芯片皇帝” Jim Keller 擔(dān)任特斯拉硬件開發(fā)副總裁，也正式拉開了自研自動(dòng)駕駛芯片的序幕。

從成品的FSD 電腦中可以看出，里面包含了兩塊自研芯片。這兩款芯片獨(dú)立運(yùn)行，擁有各自的電源、DRAM 內(nèi)存以及閃存，也就是說，當(dāng)其中任何一個(gè)出現(xiàn)故障，F(xiàn)SD 電腦依然會(huì)正常驅(qū)動(dòng)汽車進(jìn)行自動(dòng)駕駛。

“Hardware 3”擁有60億顆晶體管，每秒能完成144萬億次計(jì)算，能同時(shí)處理每秒2300幀的圖像。對比特斯拉上一代處理器（HW2.5），F(xiàn)SD在性能方面提高了21倍，并且能夠應(yīng)對L5級別自動(dòng)駕駛所需的感知層數(shù)據(jù)量和計(jì)算能力，目前來看哪怕與英偉達(dá)這樣的芯片公司相比也絲毫不落下風(fēng)。

“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”才是重點(diǎn)？

想要在自動(dòng)駕駛方面比其它汽車制造廠更好僅僅擁有一塊自研芯片也是不夠的。特斯拉之所以能在輔助駕駛領(lǐng)域擁有較好口碑，還有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NEURAL NETWOTRK）現(xiàn)在對于用戶來說并不再陌生，因?yàn)榇蠹沂煜さ?a target="_blank">手機(jī)產(chǎn)品很多都使用了這種機(jī)器學(xué)習(xí)方式，比如：Iphone 上的Siri。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理的數(shù)學(xué)模型就像是生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。最主要的能力就是能夠依賴大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，而特斯拉擁有龐大的用戶群以及數(shù)據(jù)量。所以特斯拉可以通過大量用戶數(shù)據(jù)，教會(huì)機(jī)器識(shí)別車道線、車輛、行人、交通信號等內(nèi)容。

具體來說，特斯拉會(huì)首先在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中放置一個(gè)種子數(shù)據(jù)集，隨機(jī)采集大量數(shù)據(jù)然后進(jìn)行標(biāo)注，當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在后續(xù)識(shí)別中存在識(shí)別不準(zhǔn)確或者車內(nèi)司機(jī)進(jìn)行某些操作觸發(fā)反饋機(jī)制后，車子會(huì)向總部回傳這些數(shù)據(jù)，特斯拉會(huì)對數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證修復(fù)，在經(jīng)過海量數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)之后，機(jī)器就變得更加智能，識(shí)別更加準(zhǔn)確，同時(shí)更利于后續(xù)的路徑規(guī)劃以及決策操作。

根據(jù)之前特斯拉公布的一份數(shù)據(jù)，利用在全球的車隊(duì)，特斯拉已經(jīng)收集超過 160 億公里的真實(shí)行駛數(shù)據(jù)，其中超過16 億公里的行駛里程使用了 Autopilot 自動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)，海量的自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)也是特斯拉相比其它汽車制造廠更占優(yōu)勢的地方。

視覺傳感器有何作用？

說完了特斯拉自動(dòng)駕駛中的“大腦”，想要完成出色的自動(dòng)駕駛功能，還有一個(gè)部分不可缺少，那就是車輛的“眼睛”，也就是視覺傳感器，俗稱攝像頭。

在特斯拉看來，人就是通過兩只眼睛來實(shí)現(xiàn)對外界的感知，車輛上的攝像頭作用與之類似，而特斯拉產(chǎn)品上的的視覺傳感器有8 個(gè)，并且還有毫米波雷達(dá)等輔助設(shè)備一起完成車輛在自動(dòng)駕駛時(shí)對外界的感知。

總結(jié)

通過上述內(nèi)容可以總結(jié)出，特斯拉自動(dòng)駕駛技術(shù)的核心就是視覺感知+自我學(xué)習(xí)。而特斯拉這種通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來完成的“用戶數(shù)據(jù)—自動(dòng)駕駛—用戶數(shù)據(jù)”提升閉環(huán)也能使特斯拉自動(dòng)駕駛技術(shù)愈發(fā)的領(lǐng)先。

要說特斯拉完全自動(dòng)駕駛功能何時(shí)能下放到現(xiàn)有產(chǎn)品上，很多行業(yè)人士樂觀的認(rèn)為將會(huì)在2020年內(nèi)完成。反觀其它汽車制造商，無論是傳統(tǒng)品牌還是造車新勢力，要么就被禁錮在傳統(tǒng)的汽車制造邏輯中難以脫離，要么就是缺乏可用的大量用戶數(shù)據(jù)。這些因素雖不說讓它們在技術(shù)上落后特斯拉6年，但差距總歸還是有一些的。據(jù)消息稱，特斯拉的下一代芯片也會(huì)在兩三年內(nèi)面世，如再不加以追趕，特斯拉會(huì)不會(huì)在自動(dòng)駕駛的道路徹底甩離這個(gè)時(shí)代呢？

編輯：hfy