本文來(lái)自微信公眾號(hào)“智能汽車設(shè)計(jì)”，作者/龍文雯。
對(duì)于大多數(shù)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，自動(dòng)駕駛汽車仍然是存在于展覽和宣傳活動(dòng)中的東西。然而，對(duì)于軟件開發(fā)人員來(lái)說(shuō)，自動(dòng)駕駛已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，他們非常清楚你的全新汽車應(yīng)該如何工作。自動(dòng)駕駛軟件現(xiàn)在是競(jìng)爭(zhēng)激烈的汽車市場(chǎng)上的一個(gè)差異化因素，自動(dòng)駕駛汽車工程師的身價(jià)高達(dá)數(shù)百萬(wàn)。在智能汽車中，軟件幾乎是一切。
1自動(dòng)駕駛的發(fā)展正在改變著汽車行業(yè)
你可能會(huì)問(wèn)，既然無(wú)人駕駛還沒(méi)有出現(xiàn)，為什么所有人都對(duì)自動(dòng)駕駛能力如此興奮?的確，無(wú)人駕駛汽車還沒(méi)有贏得消費(fèi)者的青睞，但我們談?wù)摰氖歉鞣N級(jí)別的自動(dòng)駕駛，這項(xiàng)技術(shù)每天都在進(jìn)步，而且會(huì)一直發(fā)展下去。雖然目前，我們的道路上只看到部分可以獨(dú)立的汽車，但到2025年，全球自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到360億美元，其中美國(guó)擁有所有無(wú)人駕駛汽車的29%。
車輛的自動(dòng)駕駛水平越高，它隱藏在引擎蓋下的軟件就越復(fù)雜，工程團(tuán)隊(duì)需要的專業(yè)知識(shí)也就越具體。2014年，SAE國(guó)際推出了一個(gè)分類系統(tǒng)，將自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)分為6個(gè)級(jí)別。在零級(jí)時(shí)，駕駛員完全掌控車輛，完全不需要任何輔助。在一級(jí)，車輛可以控制自己的速度。我們現(xiàn)在大概處于第3級(jí)，接近第4級(jí)，汽車可以負(fù)責(zé)許多情況，警告和協(xié)助駕駛員，駕駛員偶爾可以把他或她的眼睛從道路上移開。
圖片來(lái)源-How-To Geek
汽車軟件的開發(fā)在二級(jí)和三級(jí)自動(dòng)駕駛之間發(fā)生了巨大的變化。三級(jí)有條件自動(dòng)化的前提是，駕駛員可以將視線從道路上移開，而只需要簡(jiǎn)單地確認(rèn)車輛的決策。自動(dòng)駕駛不再是輔助，隨著用例和情況的增加而獨(dú)立性增加。
盡管如此，從三級(jí)到四級(jí)的道路并不平坦。三級(jí)的要求突破了經(jīng)典ADAS基于規(guī)則的功能在if-then條件下的極限。城市環(huán)境中的用例需要接近人類的決策能力。因此，基于人工智能的自學(xué)習(xí)系統(tǒng)正成為汽車領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。
2AI和機(jī)器學(xué)習(xí)在當(dāng)今汽車領(lǐng)域的作用：一切都與數(shù)據(jù)有關(guān)
汽車行業(yè)的人工智能不僅僅是自動(dòng)駕駛，還涉及到道路安全和互聯(lián)互通。人工大腦所需要的只是數(shù)據(jù)。車輛內(nèi)置的各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，從攝像頭到聲納，不斷產(chǎn)生大量信息供AI系統(tǒng)處理。根據(jù)英特爾的說(shuō)法，一輛聯(lián)網(wǎng)汽車在8小時(shí)內(nèi)可能會(huì)產(chǎn)生大約40tb的自動(dòng)駕駛汽車大數(shù)據(jù)。除此之外，對(duì)先進(jìn)信息娛樂(lè)系統(tǒng)和各種車載服務(wù)的需求是AI技術(shù)可以在現(xiàn)代自動(dòng)駕駛汽車中覆蓋的另一個(gè)需求。
總而言之，除了自動(dòng)駕駛本身，AI部署可以覆蓋汽車領(lǐng)域的一大堆用例:
•用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的機(jī)器學(xué)習(xí)
•建模與仿真
•銷售預(yù)測(cè)
•質(zhì)量控制
•客戶服務(wù)
•其他
經(jīng)典編碼甚至不可能支持三級(jí)自動(dòng)駕駛。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)于分析高度動(dòng)態(tài)且包含多個(gè)變量的交通狀況至關(guān)重要。此外，所有車輛傳感器收集的自動(dòng)駕駛汽車大數(shù)據(jù)必須立即進(jìn)行處理和解釋，以對(duì)路況做出反應(yīng)。這只有通過(guò)自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)。機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法幫助自動(dòng)駕駛軟件接近人類的決策，在某些情況下，還可以用額外的知識(shí)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充。
基于ai的自動(dòng)駕駛軟件
這一切的中心都是數(shù)據(jù)。汽車行業(yè)可能比其他行業(yè)更了解數(shù)據(jù)挖掘的重要性。挑戰(zhàn)在于如何正確地將現(xiàn)有數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)需求聯(lián)系起來(lái)。例如，要教會(huì)無(wú)人駕駛汽車不要撞到行人，你必須建立一個(gè)模擬現(xiàn)實(shí)事故的模擬器，并使用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)化學(xué)習(xí)。
“現(xiàn)代汽車是一臺(tái)帶輪子的超級(jí)計(jì)算機(jī)，它的傳感器和攝像頭產(chǎn)生了豐富的數(shù)據(jù)，有朝一日這些數(shù)據(jù)可能比汽車本身更有價(jià)值。”——印孚瑟斯(Infosys)高級(jí)副總裁Nitesh Bansal
公司必須將他們擁有的所有數(shù)據(jù)和所有技能推向極限，以確保穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)和響應(yīng)的自主技術(shù)。
這種對(duì)數(shù)據(jù)和基于人工智能的汽車開發(fā)的關(guān)注使得原始設(shè)備制造商和一級(jí)公司改變了他們做事的方式。在產(chǎn)品和工作結(jié)構(gòu)以及用于汽車制造的技術(shù)方面，流程的一些重大轉(zhuǎn)變正在發(fā)生。
關(guān)注軟件而不是硬件
傳統(tǒng)的硬件驅(qū)動(dòng)哲學(xué)預(yù)設(shè)了每一個(gè)功能都是由一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備來(lái)完成的——電話是用來(lái)打電話的，耳機(jī)是用來(lái)播放音樂(lè)的，等等。隨著科技公司加緊與傳統(tǒng)原始設(shè)備制造商的競(jìng)爭(zhēng)，汽車制造商感到有必要變得更加以軟件為導(dǎo)向。舊的單一功能模式正在被多功能的軟件平臺(tái)所取代。這些變化也適用于軟件的支持方式：現(xiàn)在，軟件必須頻繁更新，而在過(guò)去，控制單元在整個(gè)車輛生命周期內(nèi)保持不變。
敏捷軟件開發(fā)勝過(guò)瀑布式開發(fā)
在瀑布式方法中，獨(dú)立軟件組件的開發(fā)需要大量的時(shí)間和詳細(xì)的前期規(guī)劃。開發(fā)是計(jì)劃驅(qū)動(dòng)和功能特定的，技術(shù)決策是由上而下傳遞的。軟件組件之間的依賴關(guān)系形成隊(duì)列，這會(huì)影響開發(fā)的時(shí)間。而敏捷則是基于跨職能開發(fā)，團(tuán)隊(duì)是圍繞產(chǎn)品特性建立的。然而，在汽車領(lǐng)域，敏捷面臨著相當(dāng)多的挑戰(zhàn)。由于我們討論的是包含大量硬件組件的嵌入式自動(dòng)駕駛技術(shù)，因此原始設(shè)備制造商、供應(yīng)商和軟件供應(yīng)商之間必須建立穩(wěn)固的合作伙伴關(guān)系。
新技術(shù)替代了傳統(tǒng)系統(tǒng)
考慮到這一切，傳統(tǒng)系統(tǒng)無(wú)法應(yīng)對(duì)自動(dòng)駕駛發(fā)展的要求是很自然的。因此，傳統(tǒng)的原始設(shè)備制造商正在尋求新的合作伙伴關(guān)系、合并和收購(gòu)，以獲取必要的專業(yè)知識(shí)。另一方面，科技公司正在尋求與原始設(shè)備制造商和零部件供應(yīng)商合作，因?yàn)樗鼈兗葲](méi)有制造硬件的經(jīng)驗(yàn)，也沒(méi)有成熟的銷售市場(chǎng)，以覆蓋從工廠到最終客戶的所有開發(fā)階段。
“汽車行業(yè)從硬件到軟件的趨勢(shì)需要新的思維，從創(chuàng)新的產(chǎn)品架構(gòu)到新的目標(biāo)成本計(jì)算方法和整車商業(yè)案例。”——德勤自動(dòng)駕駛研究，2018年
3自動(dòng)駕駛工程的高需求技術(shù)和學(xué)科
開發(fā)自動(dòng)駕駛汽車需要廣泛的技能和能力，無(wú)論是原始設(shè)備制造商還是科技公司，都無(wú)法單獨(dú)滿足所有這些要求。硬件和擴(kuò)展方面的經(jīng)驗(yàn)必須與敏捷的軟件開發(fā)、創(chuàng)新能力和技術(shù)專業(yè)知識(shí)相輔相成。
隨著我們走向無(wú)人駕駛的未來(lái)，自動(dòng)駕駛軟件工程師的高需求也就不足為奇了。而他們的價(jià)值是巨大的。教育項(xiàng)目Udacity的自動(dòng)駕駛汽車負(fù)責(zé)人大衛(wèi)·西爾弗(David Silver)表示，每名工程師的平均成本為1000萬(wàn)美元。
自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵技術(shù)有以下幾點(diǎn):
•計(jì)算機(jī)視覺(jué)
•傳感器融合
•本地化
•規(guī)劃
•控制
每個(gè)組件都涉及軟件工程的一個(gè)單獨(dú)領(lǐng)域，其中一些專注于攝像頭，另一些專注于傳感器編程，還有一些專注于人工智能學(xué)習(xí)。構(gòu)建自動(dòng)駕駛軟件發(fā)生在多個(gè)學(xué)科的交叉點(diǎn)，從機(jī)械和電氣工程到數(shù)據(jù)科學(xué)。在這樣的背景下，責(zé)任的分配至關(guān)重要，像Intellias這樣正在開發(fā)自動(dòng)駕駛汽車軟件的公司涵蓋了自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)的很大一部分，從數(shù)據(jù)層到V2X連接解決方案，以及AI、ML、大數(shù)據(jù)和IoT在汽車行業(yè)的應(yīng)用。
4總結(jié)
完全自動(dòng)駕駛汽車仍在測(cè)試中，要在我們的道路上看到它們，還需要幾年的時(shí)間。政府還需要解決自動(dòng)駕駛汽車的基礎(chǔ)設(shè)施需求，使其能夠在城市中行駛。然而，現(xiàn)代汽車已經(jīng)堅(jiān)實(shí)地實(shí)現(xiàn)了三級(jí)自動(dòng)駕駛，這自然會(huì)改變傳統(tǒng)的汽車制造過(guò)程。軟件驅(qū)動(dòng)、敏捷、創(chuàng)新的汽車軟件開發(fā)是新常態(tài)。更重要的是，自動(dòng)駕駛工程需要一套特定的技能，這是傳統(tǒng)汽車制造商和科技公司自己都不具備的。只有硬件和軟件供應(yīng)商之間的合作，才能滿足當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)激烈的汽車市場(chǎng)的要求。
文章來(lái)源：原文作者Oleksandr Odukha，Intellias公司的VP of Delivery,Head of Segment Mobility，原文標(biāo)題“How Autonomous Driving Impacts Software Development in the Automotive Industry”。本文略有刪改。
