作者：Danny Shapiro，NVIDIA 汽車事業(yè)部副總裁

汽車制造商正在大力投資自動(dòng)駕駛技術(shù)，例如，使用仿真和數(shù)字孿生技術(shù)，來訓(xùn)練、測(cè)試和驗(yàn)證在自動(dòng)駕駛汽車上運(yùn)行的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）?！?span style="color:rgb(118,185,0);">軟件定義”這一概念不但在改變汽車的研發(fā)，也在重塑汽車所帶來的客戶體驗(yàn)。

軟件定義成為移動(dòng)出行領(lǐng)域的未來趨勢(shì)

曾經(jīng)，電子設(shè)備的功能是固定且不可更新的，而如今，不管是智能電視，還是智能手機(jī)，消費(fèi)者都期待能夠通過軟件更新，設(shè)備得到升級(jí)。同理，新一代軟件定義汽車也將從根本上改變汽車行業(yè)。

傳統(tǒng)的汽車架構(gòu)并未圍繞軟件而設(shè)計(jì)，這是因?yàn)樵缙诜植际降?ECU 架構(gòu)，因而很難進(jìn)行更新。但未來的汽車將擁有一個(gè)集中式的高性能計(jì)算平臺(tái)，比如廣泛應(yīng)用于全球汽車制造商的 Drive Orin，或是預(yù)計(jì)于 2025 年上車的 Drive Thor，它們能夠運(yùn)行復(fù)雜的軟件堆棧，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛、車載信息娛樂系統(tǒng)（IVI）等先進(jìn)的智能功能。此外，該計(jì)算系統(tǒng)還必須留出充足的冗余，為目前階段暫未設(shè)想到的應(yīng)用而“未雨綢繆”。

區(qū)別于傳統(tǒng)汽車，軟件定義汽車可在其整個(gè)生命周期，通過 OTA 無線更新，為用戶提供從自動(dòng)駕駛到車內(nèi)數(shù)字助理等最新功能。傳統(tǒng)汽車隨著時(shí)間的推移其產(chǎn)品價(jià)值會(huì)有所下降，但軟件定義汽車在落地第一天僅維持了最基本的水平，其產(chǎn)品功能將在未來不斷得到升級(jí)與優(yōu)化，因此車輛的價(jià)值也將持續(xù)提升。

軟件定義架構(gòu)開拓了新的商業(yè)模式。汽車制造商不僅可以獲得車輛銷售時(shí)的“一次性收入”，還可以在汽車生命周期內(nèi)獲得軟件服務(wù)方面的“持續(xù)性收入”。例如，汽車制造商在提供新功能時(shí)可選擇免費(fèi)、一次性收費(fèi)、按使用收費(fèi)或訂閱收費(fèi)等多種模式。

NVIDIA DRIVE Thor

在虛擬世界中開發(fā)智能汽車

軟件定義汽車的設(shè)計(jì)是非常耗時(shí)且昂貴的，且需要全球各地團(tuán)隊(duì)投入其中，因此汽車行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)周期往往會(huì)長(zhǎng)達(dá)多年。

NVIDIA Omniverse 等可擴(kuò)展的開放式平臺(tái)正在通過新的方式簡(jiǎn)化汽車設(shè)計(jì)流程、提高工作效率以及生產(chǎn)力。

借助 Omniverse，設(shè)計(jì)師和工程師可以緊密合作，進(jìn)行沉浸式、協(xié)作型的設(shè)計(jì)概念討論與測(cè)試，并對(duì)車輛模型和仿真進(jìn)行高度精準(zhǔn)的評(píng)估。團(tuán)隊(duì)可以在設(shè)計(jì)早期階段發(fā)現(xiàn)問題，并對(duì)性能和外觀等關(guān)鍵因素做出快速?zèng)Q策。

另外，通過在虛擬平臺(tái)上審核車輛設(shè)計(jì)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)既可以降低成本，又可以加快設(shè)計(jì)和制造流程的進(jìn)度。

這項(xiàng)技術(shù)也可用于在虛擬展廳中向潛在客戶展示最新車型?？蛻艨梢栽谔摂M環(huán)境中輕松地對(duì)汽車進(jìn)行配置，并查看如真皮座椅縫線，漆面反光等最新設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，以及“體驗(yàn)”該車型各種先進(jìn)功能。由于能夠更直觀地看到效果，客戶的購(gòu)買意向?qū)⑦M(jìn)一步提高。

自動(dòng)駕駛汽車的虛擬試驗(yàn)場(chǎng)

除了復(fù)雜、全面的設(shè)計(jì)流程之外，自動(dòng)駕駛汽車在上路前還需要在不同場(chǎng)景中進(jìn)行大規(guī)模的開發(fā)和測(cè)試。

為了盡可能地保證車輛及駕乘人員的安全，自動(dòng)駕駛汽車必須有能力應(yīng)對(duì)道路上的各種突發(fā)情況，例如車輛緊急制動(dòng)或轉(zhuǎn)向、行人、惡劣的天氣條件等，以及各種由于危險(xiǎn)系數(shù)過高而無法在現(xiàn)實(shí)世界中測(cè)試的情況。

在真實(shí)環(huán)境中，針對(duì)上述所有情況來進(jìn)行車輛測(cè)試幾乎是不可能的，而且道路測(cè)試也缺乏可控性、可重復(fù)性、充分性以及足夠的效率，因此仿真顯得尤為重要。在自動(dòng)駕駛汽車正式上路前，開發(fā)人員可以在虛擬世界中進(jìn)行充分測(cè)試。

伴隨近期 AI 領(lǐng)域的技術(shù)突破，開發(fā)人員現(xiàn)在可以直接使用現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)構(gòu)建仿真場(chǎng)景，在提高準(zhǔn)確性的同時(shí)，節(jié)省寶貴的時(shí)間和金錢成本。

這個(gè)新的 AI 流程被稱為神經(jīng)重建引擎（Neural Reconstruction Engine，NRE），它能夠自動(dòng)提取仿真所需的關(guān)鍵組成部分，包括環(huán)境、3D 資產(chǎn)和場(chǎng)景等，然后將這些部分重建成仿真場(chǎng)景。這些場(chǎng)景具有現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)性，還能夠按需操作，并且按照真實(shí)環(huán)境做出反應(yīng)。如果通過人工來實(shí)現(xiàn)相同的細(xì)節(jié)水平和多樣性，不僅成本高，耗時(shí)長(zhǎng)，而且無法擴(kuò)展。

合成數(shù)據(jù)生成也是加快仿真環(huán)境中自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)的一個(gè)重要手段。除真值數(shù)據(jù)外，所生成的基于物理學(xué)的攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲傳感器數(shù)據(jù)，現(xiàn)在也可加入用于訓(xùn)練自動(dòng)駕駛汽車 AI 感知網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)集。

使用合成數(shù)據(jù)可以減少時(shí)間和金錢成本，并始終保持準(zhǔn)確性，還能生成真人無法標(biāo)記的真值數(shù)據(jù)，如深度、速度和被遮擋的物體等。此外，它還能生成罕見場(chǎng)景和危險(xiǎn)場(chǎng)景的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來對(duì)真實(shí)數(shù)據(jù)加以補(bǔ)充，從而有針對(duì)性地解決自動(dòng)汽車所面臨的巨大挑戰(zhàn)。

通過使用物理準(zhǔn)確的仿真平臺(tái)生成真值合成數(shù)據(jù)，自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)者可以提高生產(chǎn)力、效率和測(cè)試覆蓋范圍，進(jìn)而加快產(chǎn)品上市時(shí)間，同時(shí)最大限度地減少在現(xiàn)實(shí)世界中的駕駛測(cè)試。

拓展閱讀

一文看懂DRIVE Replicator：合成數(shù)據(jù)生成加速自動(dòng)駕駛汽車的開發(fā)和驗(yàn)證

更加安全、智能和個(gè)性化的自動(dòng)駕駛未來

AI 正在變革汽車行業(yè)。汽車制造商正在使用仿真平臺(tái)開發(fā)自動(dòng)駕駛汽車，并采用以軟件為中心的的汽車設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能和其他智能服務(wù)。梅賽德斯·奔馳、捷豹路虎等汽車制造商計(jì)劃在近期開始生產(chǎn)高度自動(dòng)化的軟件定義汽車，消費(fèi)者將很快能夠享受到技術(shù)所帶來的便利。

此外，隨著個(gè)人出行方式變得更加電氣化和自動(dòng)化，汽車正在變成一個(gè)生活空間。借助 NVIDIA DRIVE 新一代的集中式架構(gòu)，DRIVE Concierge 能夠無縫編排駕駛員信息、座艙和車載信息娛樂功能。汽車制造商可以輕松地自定義和擴(kuò)展其 IVI 產(chǎn)品，為每位乘客帶來個(gè)性化的體驗(yàn)。

最后，安全性一直是自動(dòng)駕駛汽車的重中之重。當(dāng)我們談及駕駛安全的時(shí)候，這意味著我們只有一次機(jī)會(huì)。我們堅(jiān)信自動(dòng)駕駛汽車將成為新一代的交通工具，因此 NVIDIA 把自動(dòng)駕駛技術(shù)開發(fā)作為一項(xiàng)使命，通過將安全性納入到設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、車輛運(yùn)行等每一個(gè)開發(fā)環(huán)節(jié)，為所有人提供更加安全、便捷和愉悅的駕乘體驗(yàn)。