軟硬結(jié)合的AI芯片助力自動(dòng)駕駛

 李星宇（地平線市場拓展與戰(zhàn)略規(guī)劃副總裁）

 1 趨勢觀察

地平線具有領(lǐng)先的人工智能算法和芯片設(shè)計(jì)能力，通過軟硬結(jié)合，設(shè)計(jì)開發(fā)高性能、低成本、低功耗的邊緣人工智能芯片及解決方案，開放賦能合作伙伴。在汽車領(lǐng)域，地平線關(guān)注ADAS、車內(nèi)智能交互以及高級(jí)別自動(dòng)駕駛。

面對(duì)汽車數(shù)字化重塑的浪潮，從技術(shù)角度看，最大的挑戰(zhàn)來自AI邊緣計(jì)算。

在過去的數(shù)年里，我們看到自動(dòng)駕駛的等級(jí)每提高一級(jí)，算力差不多要提升一個(gè)數(shù)量級(jí)。如果要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛，我們需要1000TOPS量級(jí)的算力，而人腦的算力大概也是一千個(gè)TOPS，所以自動(dòng)駕駛?cè)绻脒_(dá)到人類的水平，首先要在算力方面達(dá)到人類的水平。

這個(gè)等級(jí)的算力需要AI芯片突破成本、功耗和性能的瓶頸，就必須將處理器構(gòu)架的創(chuàng)新，與算法和工具鏈相結(jié)合，軟硬協(xié)同進(jìn)行設(shè)計(jì)。脫離算法和工具鏈，單純談芯片的絕對(duì)算力是沒有實(shí)際意義的。

當(dāng)前的業(yè)界存在一個(gè)很大的誤區(qū)，往往會(huì)把絕對(duì)算力當(dāng)作衡量AI芯片的主要指標(biāo)，但我們真正需要的是有效算力，需要從四個(gè)維度來衡量：算力的有效利用率，每瓦的有效算力，每美元的有效算力，以及算力轉(zhuǎn)化為AI結(jié)果的效能（目標(biāo)數(shù)量，幀率等）。

本質(zhì)上講，芯片和構(gòu)架是手段和載體，軟件是目的和靈魂。軟硬件一起做，可以讓手段和目的高度統(tǒng)一。只有硬件俯下身來去適配軟件的時(shí)候，才能夠使晶體管所發(fā)揮的效能大幅度增加。處理器構(gòu)架的創(chuàng)新是一個(gè)非常高的壁壘，需要對(duì)軟件有深刻理解。這樣的整體解決方案決定了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為決策/服務(wù)的效率和質(zhì)量，是時(shí)代真正呼喚的硬科技。

地平線基于這樣的理念，推出了高效能的征程芯片，第一代征程芯片已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用，第二代征程芯片也即將正式推出。

可以說，未來的智能汽車就是一部移動(dòng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)兼數(shù)據(jù)中心，而邊緣的人工智能處理器是智能汽車競爭的主戰(zhàn)場，更是技術(shù)制高點(diǎn)。

2 解決方案      

依托獨(dú)特的軟硬結(jié)合邊緣人工智能處理器技術(shù)，面向智能駕駛 , 地平線可提供高性能、低成本、低功耗的多級(jí)別環(huán)境感知方案，支持對(duì)復(fù)雜場景進(jìn)行細(xì)粒度、結(jié)構(gòu)化的語義感知，高度可擴(kuò)展、模塊化的三維語義環(huán)境重建，以及透明化、可追溯、可推理的決策和路徑規(guī)劃。而面向車內(nèi)交互場景，地平線可提供 DMS、AR-HUD、Face ID 等基于視覺感知與語音技術(shù)的多種人機(jī)交互方案。具體方案包括：

1. 地平線 Matrix360°視覺感知方案

地平線 360°視覺感知系統(tǒng)搭載三塊地平線自主研發(fā)的 Matrix 自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)，搭配 4 路 192FOV 魚眼攝像頭和 8 路 59.4FOV 窄角攝像頭，通過對(duì)攝像頭安裝位置的合理布局，以實(shí)現(xiàn)車身周圍 360° 無死角視覺感知檢測。

魚眼攝像頭主要用于車身近距離 10m 以內(nèi)的檢測，窄角攝像頭主要用于車身遠(yuǎn)距離 150m 以內(nèi)的檢測。整套系統(tǒng)可以 實(shí)現(xiàn) 8 大類目標(biāo)的像素級(jí)語義分割，4 大類的目標(biāo)檢測和識(shí)別，包括行人，車輛，交通標(biāo)志，交通燈，車道線檢測。

2. 地平線NavNet眾包高精建圖與定位解決方案

針對(duì)自動(dòng)駕駛落地亟需的高精度地圖需求，地平線推出了 NavNet 眾包高精建圖與定位方案。得益于地平線 Matrix 強(qiáng)大 的視覺感知能力，NavNet 在邊緣端即可實(shí)現(xiàn)道路語義重建并輸出局部三維地圖，進(jìn)而與已有高精地圖進(jìn)行匹配獲取定位。此外，NavNet 還可在無地圖區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)建圖，賦能高精度地圖眾包建圖與更新。

3. 高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)

基于地平線自主研發(fā)的高性能、低功耗、低成本的邊緣人工智能視覺芯片?征程((Journey ) 1.0 處理器，通過對(duì)前向道 路中的車輛、行人、車道線、交通標(biāo)志牌、紅綠燈等目標(biāo)的精確定位，可實(shí)現(xiàn) L2 級(jí)別的高級(jí)輔助駕駛功能 (ADAS) 。

4. 地平線多模態(tài)交互解決方案

為打造新一代車內(nèi)人機(jī)交互系統(tǒng)，地平線推出了多模態(tài)人車互動(dòng)解決 方案。該方案融合了視覺和語音等各個(gè)領(lǐng)域的 AI 技術(shù)，可結(jié)合用戶行為習(xí)慣從而更精準(zhǔn)的判斷用戶意圖，實(shí)現(xiàn) AI 時(shí)代的立體智能推薦。地平線基于征程 2.0 架構(gòu)，整合視覺和語音技術(shù)，可通過數(shù)據(jù)的預(yù)處理、算法模型的建立和決策處理三個(gè)階段，使汽車成 為具備多模感知、深度決策、主動(dòng)交互的智能機(jī)器人。