自動(dòng)駕駛汽車(chē)是一項(xiàng)全球性的重要技術(shù)。可以自動(dòng)駕駛的車(chē)輛將通過(guò)消除事故的主要原因（包括駕駛員分心和困倦）來(lái)提高汽車(chē)安全性。智能汽車(chē)也將能夠通過(guò)協(xié)調(diào)駕駛在現(xiàn)有道路上安全地操作更多汽車(chē)來(lái)緩解交通問(wèn)題，從而解決交通問(wèn)題。這將通過(guò)使汽車(chē)能夠比依賴(lài)人類(lèi)反應(yīng)速度的獨(dú)立控制車(chē)輛更安全地相互跟隨來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　盡快讓自動(dòng)駕駛汽車(chē)上路的勢(shì)頭非常大。從技術(shù)的角度來(lái)看，必要的硬件已經(jīng)開(kāi)始到位，以便為必須位于車(chē)內(nèi)的多層實(shí)時(shí)人工智能提供足夠的處理能力。在以安全可靠的方式駕駛這些車(chē)輛所需的軟件方面也取得了重大進(jìn)展。

　　然而，與此同時(shí)，加速自動(dòng)駕駛汽車(chē)發(fā)展的壓力也越來(lái)越大。自動(dòng)駕駛汽車(chē)將提供的不僅僅是提高效率和安全性。它們還將幫助各國(guó)解決懸而未決的勞動(dòng)力短缺問(wèn)題，如果不加以解決，可能會(huì)對(duì)企業(yè)和城市發(fā)展產(chǎn)生廣泛的負(fù)面影響。

　　自動(dòng)駕駛汽車(chē)的迫切需求

　　考慮汽車(chē)對(duì)日本個(gè)人和商業(yè)交通的重要性。日本每年的新生兒數(shù)量持續(xù)下降，導(dǎo)致可用勞動(dòng)力減少。再加上年輕人選擇駕駛以外的職業(yè)這一事實(shí)，這導(dǎo)致勞動(dòng)力減少，在退休后替代老年司機(jī)的新司機(jī)數(shù)量減少。

　　與此同時(shí)，向現(xiàn)代便利生活方式的轉(zhuǎn)變——24小時(shí)快遞、送貨服務(wù)、物流和大眾運(yùn)輸——正在增加對(duì)司機(jī)的需求。隨著老年人口的不斷增加，這只會(huì)對(duì)這些類(lèi)型的服務(wù)提出更多的需求。

　　目前的工作量對(duì)于現(xiàn)有的勞動(dòng)力來(lái)說(shuō)已經(jīng)太多了，他們甚至無(wú)法滿(mǎn)足今天的需求。夜班和增加加班等解決方案將加強(qiáng)可用的司機(jī)池。然而，他們這樣做的代價(jià)是讓已經(jīng)過(guò)度勞累的司機(jī)感到緊張。日本各地的駕駛條件被認(rèn)為具有挑戰(zhàn)性和危險(xiǎn)性，這種增加的壓力只會(huì)導(dǎo)致更多的交通事故。

　　司機(jī)短缺已經(jīng)開(kāi)始影響國(guó)家，迫使一些企業(yè)和服務(wù)放緩或停止運(yùn)營(yíng)。顯然，自動(dòng)駕駛汽車(chē)對(duì)日本的未來(lái)尤為重要。

　　然而，這些趨勢(shì)和文化因素并非日本獨(dú)有。它們影響著世界上每個(gè)國(guó)家和每個(gè)主要城市。COVID-19 大流行也加劇了這些因素。雖然個(gè)人開(kāi)車(chē)減少，但他們?cè)诰W(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)了更多商品和服務(wù)，這給日益減少的司機(jī)勞動(dòng)力增加了進(jìn)一步的壓力和需求。自動(dòng)駕駛汽車(chē)將在現(xiàn)代城市基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。挑戰(zhàn)在于我們?nèi)绾伪M快到達(dá)那里。

　　克服自動(dòng)駕駛汽車(chē)的技術(shù)挑戰(zhàn)

　　為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的設(shè)計(jì)者將需要嚴(yán)重依賴(lài)現(xiàn)成的技術(shù)。原始設(shè)備制造商根本沒(méi)有時(shí)間在內(nèi)部設(shè)計(jì)所有東西。越來(lái)越大的上市時(shí)間壓力也將要求 OEM 專(zhuān)注于今天準(zhǔn)備就緒和可用的技術(shù)。

　　例如，理想的自動(dòng)駕駛汽車(chē)是電動(dòng)汽車(chē) （EV），它還能減少污染，這是人口密集地區(qū)的另一個(gè)重要問(wèn)題。不幸的是，電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)仍處于起步階段。此外，支持電動(dòng)汽車(chē)城市所需的基礎(chǔ)設(shè)施還需要數(shù)年時(shí)間才能到位。因此，第一波自動(dòng)駕駛汽車(chē)將使用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和今天已經(jīng)存在的其他技術(shù)制造。

　　使挑戰(zhàn)復(fù)雜化的是車(chē)內(nèi)用于容納計(jì)算設(shè)備和電纜的空間有限。為了解決空間限制，解決方案必須高度集成。此外，汽車(chē)的惡劣運(yùn)行環(huán)境——包括高溫、振動(dòng)和劇烈運(yùn)動(dòng)——與計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器機(jī)房的受控條件完全不同。硬件需要能夠在汽車(chē)溫度下可靠運(yùn)行。

　　性能限制也是一個(gè)關(guān)鍵考慮因素。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，每輛車(chē)都需要一臺(tái)性能足夠強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，以便能夠?qū)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/" target="_blank">視頻的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰?chē)載人工智能 （AI） 引擎，并能夠?qū)崟r(shí)處理和控制車(chē)輛。 此外，為了能夠最大限度地減少占用空間、保持實(shí)時(shí)響應(yīng)能力并避免信號(hào)不兼容問(wèn)題，所有計(jì)算和視頻設(shè)備都必須能夠集成到車(chē)輛的系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施中。這意味著能夠使用 CAN 接口與汽車(chē)進(jìn)行通信和控制。另一個(gè)復(fù)雜因素是 5G 網(wǎng)絡(luò)尚未準(zhǔn)備就緒，因此高速車(chē)對(duì)控制中心和車(chē)對(duì)車(chē)通信將受到限制。

　　足夠的存儲(chǔ)空間是另一個(gè)問(wèn)題。有許多容量問(wèn)題需要考慮，包括有足夠的本地存儲(chǔ)來(lái)執(zhí)行 AI 計(jì)算，同時(shí)支持實(shí)時(shí)視頻備份。

　　最后，所有這些系統(tǒng)必須能夠以高可靠性運(yùn)行，同時(shí)消耗由連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的任何電池提供的“臟”電力。

　　必須在設(shè)計(jì)過(guò)程的早期考慮這些問(wèn)題中的每一個(gè)，以確保高可靠性。這對(duì)于 OEM 從 SAE 3 級(jí)（有人工駕駛員的條件自動(dòng)化）到 SAE 4 級(jí)（無(wú)人工駕駛員的高度自動(dòng)化）轉(zhuǎn)變至關(guān)重要。

　　集成可靠性和加速設(shè)計(jì)

　　為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)并讓自動(dòng)駕駛汽車(chē)快速上路，需要一種高級(jí)的集成計(jì)算方法。高級(jí)方法不是構(gòu)建必須一起交互的單個(gè)子系統(tǒng)，而是專(zhuān)注于工作站級(jí)平臺(tái)，該平臺(tái)專(zhuān)為滿(mǎn)足當(dāng)今具有高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 功能的車(chē)輛的處理要求而構(gòu)建。在這個(gè)集成的基礎(chǔ)上，可以引入更先進(jìn)的自主能力和電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)，因?yàn)樗鼈冏兊酶菀撰@得。

　　采用高級(jí)方法有幾個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。首先，它以現(xiàn)有車(chē)輛技術(shù)為基礎(chǔ)，使原始設(shè)備制造商能夠顯著加快其設(shè)計(jì)周期。此外，由于工作站級(jí)平臺(tái)是預(yù)先集成的，因此可以在不影響可靠性或延遲上市時(shí)間的情況下使用一流的技術(shù)。由于該平臺(tái)專(zhuān)為汽車(chē)應(yīng)用而構(gòu)建，它可以提供車(chē)輛 AI 計(jì)算所需的處理資源，大約 2300 多個(gè) CUDA 內(nèi)核。

　　使用平臺(tái)還可以實(shí)現(xiàn)更緊湊的解決方案。集成系統(tǒng)減少了所需的布線(xiàn)數(shù)量，并減少了在可用空間很小的情況下將電纜穿過(guò)車(chē)輛的需要。從接口的角度來(lái)看，借助 CAN 接口，平臺(tái)可以通過(guò)整個(gè)自主計(jì)算引擎的單一入口點(diǎn)來(lái)整合通信，從而簡(jiǎn)化通信并將對(duì)車(chē)輛基礎(chǔ)設(shè)施的影響降至最低。這反過(guò)來(lái)又降低了在車(chē)內(nèi)安裝自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的總體成本。

　　為了在緊湊的尺寸中也提供足夠的存儲(chǔ)容量，可以使用固態(tài)驅(qū)動(dòng)器 （SSD），它比傳統(tǒng)的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 （HDD） 更能抵御振動(dòng)和移動(dòng)。SSD 專(zhuān)為堅(jiān)固的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，可鎖定和熱插拔以保護(hù)關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)。他們可以通過(guò) RAID 數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)進(jìn)一步提高可靠性。

　　將所有計(jì)算資源整合到一個(gè)平臺(tái)中還可以簡(jiǎn)化電源管理。點(diǎn)火控制對(duì)于使用汽車(chē)電池供電的計(jì)算機(jī)設(shè)備至關(guān)重要，支持具有浪涌保護(hù)的寬范圍電源輸入也是如此。平臺(tái)可以“清理”電源，過(guò)濾掉發(fā)動(dòng)機(jī)噪音和其他干擾，為所有敏感的電子設(shè)備提供可靠和一致的電源，以確?？煽窟\(yùn)行。

　　采用平臺(tái)方法的所有這些好處的結(jié)果是更快的上市時(shí)間和更低的項(xiàng)目成本，這兩個(gè)重要因素有助于加速可靠的自動(dòng)駕駛汽車(chē)的部署。平臺(tái)還使 OEM 可以靈活地自定義 AI 系統(tǒng)可用的資源。例如，平臺(tái)可以容納額外的內(nèi)存驅(qū)動(dòng)程序和/或更高性能的計(jì)算板/AI 加速器，以匹配特定應(yīng)用程序的要求。

　　ECX-1400 PEG AI 計(jì)算 + NVIDIA GeForce RTX 2070 顯卡

　　Vecow 為自動(dòng)駕駛汽車(chē)開(kāi)發(fā)了一個(gè)專(zhuān)用平臺(tái)。ECX-1400 PEG AI Computing + NVIDIA GeForce RTX 2070 顯卡是一款緊湊、完整的 AI 系統(tǒng)解決方案，采用 NVIDIA 革命性的計(jì)算機(jī)統(tǒng)一設(shè)備架構(gòu)支持的八核 Intel Coffee Lake 處理器和 Intel C246 提供工作站級(jí) AI 性能（ CUDA）核心技術(shù)。NVIDIA RTX 和 Turing GPU 架構(gòu)為 AI 計(jì)算提供高達(dá) 6 倍的性能，分辨率高達(dá) 8K。無(wú)風(fēng)扇系統(tǒng)旨在支持獨(dú)立顯卡，以提供最大的靈活性，同時(shí)保持緊湊的外形。

　　該平臺(tái)具有 4 個(gè)可鎖定和熱插拔的 2.5 英寸 SSD 托盤(pán)，可為受 RAID 0、1、5 或 10 保護(hù)的關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)提供高達(dá) 32 TB 的可靠存儲(chǔ)。它還支持自主所需的高速通信汽車(chē)應(yīng)用，包括多達(dá) 7 個(gè)獨(dú)立高清顯示器（VGA、HDMI、DVI、DP）、USB 3.1 Gen 2 （10 G）、PCIe 3.0 （8 GT/s）、SATA1 III （6G） 和 USB 3.0 （5G） 。 4 個(gè) PoE+ 接口的可用性降低了布線(xiàn)要求，并且定制的機(jī)械設(shè)計(jì)支持當(dāng)前車(chē)輛系統(tǒng)中的 CAN 總線(xiàn)端口。

　　從功耗的角度來(lái)看，ECX-1400 PEG AI 計(jì)算平臺(tái)得到了很好的保護(hù)。該平臺(tái)采用優(yōu)化的電源設(shè)計(jì)，可為顯卡提供 300 W 的功率預(yù)算，具有 32 個(gè)隔離設(shè)備輸入/輸出 （DIO）、點(diǎn)火電源控制、智能電路保護(hù)、80 V 浪涌保護(hù)和 12 V 至 36 V直流電源輸入。智能電源管理功能包括點(diǎn)火模式管理、iAMT 12.0、TPM 2.0、PXE、局域網(wǎng)喚醒和遠(yuǎn)程電源開(kāi)關(guān)。該系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有抗沖擊和抗振動(dòng)保護(hù)，可以在-20°C至45°C的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

　　自動(dòng)駕駛汽車(chē)在行動(dòng)

　　ECX-1400 PEG AI Computing + NVIDIA GeForce RTX 2070 顯卡已經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。這里分享兩個(gè)案例。第一個(gè)是自動(dòng)駕駛卡車(chē)車(chē)隊(duì)將貨物從中央倉(cāng)庫(kù)運(yùn)送到日本的各個(gè)目的地。

　　放置在前部和后部卡車(chē)中的控制器管理高級(jí)任務(wù)，例如車(chē)隊(duì)通信、速度/距離控制、路線(xiàn)規(guī)劃、傳感器識(shí)別、環(huán)境監(jiān)控以及整個(gè)車(chē)隊(duì)的車(chē)隊(duì)視頻/數(shù)據(jù)共享。

　　第二種情況是一種自動(dòng)穿梭巴士，用于將乘客從機(jī)場(chǎng)運(yùn)送到日本各地的各個(gè)車(chē)站。

　　公交車(chē)由調(diào)度中心遠(yuǎn)程管理，其傳感器系統(tǒng)利用道路上的磁性標(biāo)記進(jìn)行導(dǎo)航。

　　ECX-1400 PEG AI Computing + NVIDIA GeForce RTX 2070 顯卡是一個(gè)高度靈活的平臺(tái)，可以針對(duì)特定應(yīng)用進(jìn)行定制。雖然專(zhuān)為自動(dòng)駕駛汽車(chē)而設(shè)計(jì)，但它也可用于其他應(yīng)用，包括自動(dòng)車(chē)牌 （LPR） 識(shí)別、機(jī)器人控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療和公共監(jiān)控。

　　憑借 ECX-1400 作為單一平臺(tái)解決方案的功能，可以克服與將自動(dòng)駕駛汽車(chē) AI 設(shè)備集成到車(chē)輛相關(guān)的許多挑戰(zhàn)。這項(xiàng)技術(shù)簡(jiǎn)化了自動(dòng)駕駛汽車(chē)的設(shè)計(jì)，并將加速其在全球的部署，以幫助我們的道路更安全并解決日益嚴(yán)重的駕駛員勞動(dòng)力短缺問(wèn)題。

　　審核編輯：郭婷