面向未來的無人駕駛汽車:從概念驗證到觸手可及

汽車工業(yè)經(jīng)歷了漫長的歲月。制造自動駕駛汽車的技術和自治化車輛已不再是科幻小說。我承認，一想到未來的世界滿是太空時代的運載工具，它們在細致、精準、協(xié)調(diào)地調(diào)度下優(yōu)雅地穿行于這個星球，這確實讓人滿心期待。我唯一不希望發(fā)生的是，未來的人們都被要求穿著同樣閃亮的銀色連衣褲，就像電影里演的那樣。不知是誰想出了那個主意？

當然，現(xiàn)實要復雜得多，這當然也適用于未來的無人駕駛汽車的技術環(huán)境——尤其是在概念驗證階段。除了獨特而苛刻的開發(fā)環(huán)境之外，您還要疲于應付各種各樣定制化的內(nèi)部應用程序和云應用程序，所有這些應用程序都需要能夠無縫地相互通信。這確實是一個需要高度自治化的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)系統(tǒng)才能將概念轉(zhuǎn)化為活生生的現(xiàn)實。RTI公司可以幫助您將所有的這一切都整合為一個可靠運作的整體，使您的工程項目運轉(zhuǎn)更高效。

先生們，發(fā)動引擎吧！

正如我在之前的博客中提到的，我已經(jīng)在RTI公司工作了將近四年。其間，我們親眼見證了越來越多的廠商投身于無人駕駛汽車開發(fā)的洪流之中。我的職責是與我們的銷售團隊、合作伙伴和戰(zhàn)略客戶一起幫助他們都獲得成功，因為這是RTI公司可以提供很多服務的領域。

但是，什么時候適合向我們RTI公司尋求幫助呢?當您通過概念驗證階段時，您必須規(guī)避前方突然出現(xiàn)的路障。首先，無人駕駛汽車系統(tǒng)必須能夠做三件主要的事情:感知環(huán)境、處理該環(huán)境的數(shù)據(jù)以及依據(jù)所得信息在環(huán)境中采取行動。這本質(zhì)上是一個周而復始的循環(huán)，但是，生成的數(shù)據(jù)量以及需要處理這些數(shù)據(jù)的速度可能很快就會變得難以承受。

無人駕駛汽車系統(tǒng)常見的挑戰(zhàn)

再深入剖析一下，當我們注視一輛無人駕駛汽車時，它一定有一個能觀察環(huán)境的傳感器包，這個傳感器包既可以是簡單的輔助駕駛級別的技術，也可以是更復雜、高度或全自動的車輛。它將決定你從激光雷達傳感器、雷達傳感器、執(zhí)行器和其他輸入點收集數(shù)據(jù)的精度和數(shù)量的水平。我們稱之為傳感器融合或數(shù)據(jù)融合，因為它只有在所有這些組件能夠彼此共享數(shù)據(jù)并就結(jié)論的準確性達成一致時才真正發(fā)揮作用。

接下來要考慮，在什么地方系統(tǒng)必須使用人工智能來解決問題，比如:“好吧，我該怎么處理這些信息?我要向左轉(zhuǎn)嗎?我要直走嗎?我要向右轉(zhuǎn)嗎?環(huán)境怎么樣了?”分析不同的瞬態(tài)因素，比如人、自行車或汽車，然后做出決策和規(guī)劃。當然，汽車會采取一些物理動作，這反過來又改變了環(huán)境，這樣循環(huán)又重新開始了。

因此，真正的挑戰(zhàn)在于高水平的互連性:您系統(tǒng)的優(yōu)劣只取決于捕獲和處理數(shù)據(jù)的速度與質(zhì)量。然后，當您添加諸如連接到云或連接到其它系統(tǒng)之類的東西時，您就增加了外部互連，這也是互連性解決方案的一部分。因此，這是一個非常復雜的分布式系統(tǒng)，擁有很多組件，所有組件都在一個非常緊湊的包里。但它究竟是通過什么綁定在一起呢?它需要構建在靈活的、可大規(guī)模擴展的IIoT框架上，以便與競爭對手、行業(yè)標準和許多其他變量保持同步。

RTI公司的用武之地:Connext DDS和分層數(shù)據(jù)總線的概念

支持大規(guī)模的擴展是每個高度自治系統(tǒng)的核心前提。這條真理尤其適用于無人駕駛汽車領域，因為把一個真正準備投入市場的系統(tǒng)放在有限測試環(huán)境中去構建，其復雜程度足以讓最優(yōu)秀的開發(fā)團隊變得顧此失彼。為了進入市場并滿足所有媒體審查和新測試場景中的公眾要求，通常需要在系統(tǒng)中增加一層全新的關鍵任務，到目前為止還沒有人能做到這點。

正如我常說的，當你達到這樣的階段——讓某個系統(tǒng)可靠地工作并投入生產(chǎn)——那就是我們可以提供幫助的地方。因為RTI公司可以提供非?？煽康幕A，您可以在它上面構建自己的軟件。我們已在自治系統(tǒng)領域深耕多年。在自治車輛成為汽車工業(yè)的時髦詞之前很久，我們就已經(jīng)為軍用的自治系統(tǒng)投入工作了。您自己嘗試做所有的工作很可能會事倍而功半，特別是您本可以利用RTI公司的專業(yè)知識來應對一些困難的挑戰(zhàn)時，諸如軟件基礎架構和通信。

我們的Connext DDS軟件就是這種能力的一個很好的例證，因為它使用分層數(shù)據(jù)總線來管理通信。分層數(shù)據(jù)總線是由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)提出的一個概念和術語，RTI公司是其成員之一。我們?yōu)镮IC撰寫了一些文檔和規(guī)范。在與其他公司合作的過程中，其中一個成果就是創(chuàng)建了分層數(shù)據(jù)總線，從而允許您區(qū)別對待系統(tǒng)中不同層面的控制流和信息流。除了擁有全局的控制能力之外，它還允許您隨意設定“服務質(zhì)量”，以決定在不同場景的應用程序之間數(shù)據(jù)如何流動，包括可靠性、帶寬和時延。

這個分層數(shù)據(jù)總線的概念允許我們在整個生態(tài)系統(tǒng)中使用相同的標準。我們可以為系統(tǒng)的不同部分定制不同的數(shù)據(jù)管理的條件和規(guī)則。這使我們能夠以一種非常標準化的方式在不同的系統(tǒng)之間進行通信，而不必添加新的協(xié)議和網(wǎng)關或其他橋。作為Connext DDS的一部分，分層數(shù)據(jù)總線能讓您輕而易舉地找到這些不同的數(shù)據(jù)使用條件，從而使數(shù)據(jù)管理可靠和可重復。

最后，我們想要的是解放您的開發(fā)團隊，讓他們專注于制造未來的汽車。但說到互連性框架，為什么要重新發(fā)明輪子呢?查看此數(shù)據(jù)表以了解更多關于Connext DDS的信息，以及它在汽車行業(yè)中的處理方式。

關于作者

鮑勃·李 

RTI公司自主系統(tǒng)市場開發(fā)高級總監(jiān)