港科大刘明教授:低速无人驾驶落地有哪些技术要素和场景?( 三 )
2.决策与预测系统
无人车系统的第二个核心技术是决策与预测系统 , 以规划驾驶的下一步 。 当中包括以下六个范畴:
2.1实时决策与动态预测──基于对动态物体的跟踪及环境的动态变化进行实时决策 , 利用GVO模型与RRT规划相结合 , 进行动态预测 , 以应对超车、跟车、停车等候等各情景 。
2.2多信息融合技术──基于多信息融合的实时分类与决策 , 利用Dirchlet过程模型 , 与非参数化建模结合进行最优估计 。
2.3车辆模型辅助的动态决策──在路径规划条件下 , 结合车辆的运动学模型进行最优决策 , 同时考虑环境中的动态及静态障碍 。
2.4基于深度强化学习的决策──基于深度强化学习 , 通过 80万步的训练实现低成本传感系统条件下的自主导航 , 实现从虚拟环境向真实环境的迁移学习 , 在无人车技术的研究中 , 我们是最早将深度学习应用在端对端场合中的案例 。
2.5三维场景预测──深度强化学习与传统的滤波器结合 , 把传统每秒20帧提高到 21000帧 , 较传统技术高1000倍 。
2.6多机任务分配──此技术协助同时有多台无人车 , 以及不同目的地如仓储的场景 , 按照多个目标分配及决策出最有效率的方案 。
为了增加决策与预测系统的精密度 , 我们从大规模的虚拟测试中收集数据 , 当中包括无人车对不同天气 , 如雨、晴转阴、日转夜的不同反应 , 仿真实安排突发事件 , 如不依交通灯过路的行人等 , 强化系统快速运算及决策的准确度 。
算力及芯片化方案
在工控机与GPU算力分配上 , 我们有自家研发的ACU , 另可选配Tx2 , FPGA的点云算法方案 , 边缘计算与云计算融合等 , 支持决策与预测系统的流畅运作 。
3.规划与控制
无人车系统的最后一个核心技术是规划与控制 , 包括三大范畴:
3.1三维路径规划与控制──在三维场景下流形上的路径规划与控制 , 实现多地形机器人的实时导航 , 与场景分析的结合 , 是领域内低速全自动导航系统的代表作 。
3.2基于MPC的控制系统──实现多个复杂控制对象平台的MPC控制 。
3.3基于迁移学习的强化学习──·迁移学习领域内具代表性的成果 , 实现虚拟环境与真实场景的互动 , 此技术实现了在真实车辆上进行端到端(End-to End)控制的实际控制系统 , 是领域中少数几个成功案例之一 。
车身技术
建立了优质的核心技术 , 最后还得由一台设备、电控、传感交换完善的无人车 , 才能真正实现无人驾驶的目标 。 UDI现已设有量产产线 , 并特别为无人车开发了5G低速无人车测试场地 , 内有50种测试场景 。 我曾服务于我国第一代燃料电池车「超越二号」和「超越三号」 , 负责ECU及BMS系统软硬件系统设计与调试 , 服务过第一代无人公交车阿尔法巴控制系统 。 加上之前的创业和科研经历 , 为我在复杂机电系统设计等方面积累了丰富的产品化经验 , 研制出时速达40km/h的无人车 , 是目前低速无人车最高速的成品 。
结合云端 全国应用
要把无人车跟使用者整合起来 , 云端是当中的桥梁 。 从叫车APP到自动或手动装车 , 经由云端(Cloud-end)管理 , 驾驶过程中的安全 , 由远程监控及辅助无人车 , 有条件地实现全流程无人化 。
UDI无人车的应用已遍及中国多个城市 , 包括深圳科技园的小型无人车 , 顺丰采用的快递无人车 , 苏州的疫情消毒喷灌无人车 , 以及临淄的零售用无人车和物流无人车等 。 根据我们在产业园区的实践经验 , 人们由憧憬或害怕无人驾驶 , 只是源于不了解 。 直至无人车在园区内行走 , 路上总有好奇的员工前来测验无人车的反应 , 运作一段时间后 , 园区内的人都习以为常 , 适应了无人车是日常的一部分;过程正好是未来无人车技术普及化的缩影 。
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