當(dāng)今的人工智能 （AI）、ADAS 和傳感器實(shí)時(shí)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，在自動(dòng)駕駛車隊(duì)路由系統(tǒng)中使用時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控和處理。

當(dāng)一家美國(guó)大型卡車制造商認(rèn)識(shí)到在其卡車車隊(duì)中策劃實(shí)施自動(dòng)路線功能的巨大機(jī)會(huì)時(shí)，它尋找能夠處理大量不同數(shù)據(jù)的嵌入式計(jì)算。當(dāng)今的人工智能 （AI）、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 和傳感器實(shí)時(shí)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在用于自主車隊(duì)路線系統(tǒng)時(shí)必須進(jìn)行監(jiān)控和處理。這需要工業(yè)級(jí)嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄儀，能夠提供可靠、堅(jiān)固和高性能的架構(gòu)系統(tǒng)來(lái)支持這種自主路由。

在 COVID-19 危機(jī)期間，該國(guó)對(duì)卡車車隊(duì)的依賴顯而易見。產(chǎn)品短缺、交貨速度、物流噩夢(mèng)都非常明顯。然而，根據(jù)Business Insider的數(shù)據(jù)，即使在非大流行年份，美國(guó)71%的貨物也是通過卡車運(yùn)輸?shù)摹?/p>

本案例研究展示了該車隊(duì)制造商如何選擇和實(shí)施 Premio 的堅(jiān)固型計(jì)算技術(shù)，以進(jìn)一步增強(qiáng)其自主路由能力。本案例研究將討論在自動(dòng)駕駛框架內(nèi)建立的標(biāo)準(zhǔn)和成功實(shí)施Premio車載遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)。

自主車隊(duì)路線挑戰(zhàn)

車隊(duì)和卡車制造商在尋求支持自主路由功能的過程中應(yīng)對(duì)了四個(gè)主要挑戰(zhàn)。它需要：

堅(jiān)固耐用的計(jì)算解決方案，可承受較寬的工作溫度、沖擊和振動(dòng)。雖然該解決方案安裝在卡車控制的環(huán)境中，但車輛經(jīng)常坐在陽(yáng)光下，或者穿過地形，造成巨大的振動(dòng)和沖擊 - 所有這些都對(duì)電子設(shè)備有害。

強(qiáng)大的實(shí)時(shí)決策能力。這種自動(dòng)駕駛的骨干提供了關(guān)于車輛位置和車輛行駛速度的遠(yuǎn)程信息處理信息——用于訓(xùn)練自動(dòng)駕駛神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。

用于長(zhǎng)途駕駛數(shù)據(jù)和 10GbE 連接的大存儲(chǔ)容量，可雙向移動(dòng)數(shù)據(jù)，并可與所有遠(yuǎn)程信息處理和改進(jìn)相結(jié)合，以供未來(lái)分析使用。這些數(shù)據(jù)必須存儲(chǔ)在堅(jiān)固耐用的計(jì)算機(jī)中，并有效訪問以持續(xù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法

強(qiáng)大的多核 CPU/GPU 組合，提供推理和實(shí)時(shí)計(jì)算以及數(shù)據(jù)遙測(cè)功能

成功實(shí)施自主車隊(duì)路由需要多種硬件技術(shù)同時(shí)協(xié)同工作。可以類比人體是如何工作的。例如，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，許多傳感器被放置在車輛周圍和整個(gè)車輛中，以監(jiān)控和繪制環(huán)境 - 相當(dāng)于人的眼睛和耳朵。決策必須有高智商。數(shù)據(jù)輸入類似于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理決策的大腦。最后，車輛遠(yuǎn)程信息處理與大腦一起工作，充當(dāng)身體的胃和肺一樣的守門人 - 將食物或氧氣分散到體內(nèi)以確保它繼續(xù)運(yùn)行。

確保所有這些都到位并協(xié)同工作并非易事，需要采取許多安全預(yù)防措施。這種自動(dòng)化卡車車隊(duì)必須可靠，能夠在高速公路和當(dāng)?shù)亟值郎闲旭?，并在不斷變化的天氣條件和移動(dòng)環(huán)境中始終運(yùn)行。

遠(yuǎn)程信息處理的重要性

遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)提供對(duì)自動(dòng)駕駛汽車速度、實(shí)時(shí)位置、燃料使用、里程、天氣、路況等的洞察，在數(shù)據(jù)管理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。實(shí)時(shí)定位可以估計(jì)交貨時(shí)間并監(jiān)控路況、速度、健康狀況、天氣，從而提高車輛效率并產(chǎn)生更高的安全性。它們還有助于預(yù)測(cè)何時(shí)應(yīng)該維修自動(dòng)駕駛汽車。對(duì)于車隊(duì)，遠(yuǎn)程信息處理提供對(duì)車輛跟蹤、路線、報(bào)告等的訪問。

最終，了解速度、位置等可以轉(zhuǎn)化為對(duì)車隊(duì)的主動(dòng)管理，從而控制燃料成本，減少事故并利用能源效率?？梢怨芾淼捻?xiàng)目包括設(shè)置速度限制以確保安全和減少燃料浪費(fèi)，根據(jù)怠速時(shí)間自動(dòng)關(guān)閉，以及確保在車輛運(yùn)行前系好安全帶。

遠(yuǎn)程信息處理在路線規(guī)劃中至關(guān)重要，因此可以發(fā)送行程并與每個(gè)連接的供應(yīng)商同步，并且可以分析和存檔GPS數(shù)據(jù)。它們也是制造商致力于使用的路由系統(tǒng)的命脈。

制定了哪些標(biāo)準(zhǔn)？

卡車車隊(duì)制造商制定了一系列要求，包括：

可靠的解決方案，可應(yīng)對(duì)強(qiáng)大的計(jì)算挑戰(zhàn)以及苛刻的沖擊和振動(dòng)環(huán)境

商用現(xiàn)成的工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)，可快速選擇和部署以供實(shí)際使用

無(wú)風(fēng)扇計(jì)算設(shè)計(jì)能夠承受較寬的工作溫度和車輛電池的輸入電壓，以及用于聚合和監(jiān)控有價(jià)值數(shù)據(jù)并將所有這些數(shù)據(jù)放回神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的嵌入式架構(gòu)結(jié)構(gòu)。

能夠支持高達(dá) RTX 2060 Super 的 GPU，用于實(shí)時(shí)分析和計(jì)算

可容納高達(dá) 32 TB 的大存儲(chǔ)容量，以記錄可用數(shù)據(jù)

然而，真正需要的不是提供實(shí)際的自動(dòng)駕駛，而是通過可靠的遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)支持它，該計(jì)算機(jī)經(jīng)過驗(yàn)證，可以滿足功率、速度和精度的要求。

遠(yuǎn)程信息處理和 GPU 計(jì)算 — 數(shù)據(jù)收集和分析

成功的自主車隊(duì)路線的關(guān)鍵是遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)，它獲取不同傳感器提供的大量數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)準(zhǔn)確指示正在發(fā)生的事情。該解決方案必須堅(jiān)固耐用，以便能夠承受可能導(dǎo)致電子可靠性問題的寬范圍的溫度、沖擊和振動(dòng)。它還必須具有車輛GPS位置的精確性，并能夠準(zhǔn)確地將所有數(shù)據(jù)推送到中央數(shù)據(jù)庫(kù)，以便遠(yuǎn)程信息處理經(jīng)理可以實(shí)時(shí)監(jiān)控正在發(fā)生的事情。

對(duì)于自動(dòng)駕駛車隊(duì)，Premio 交付了配備英特爾 Broadwell-U 處理器的ACO-3011E堅(jiān)固耐用的無(wú)風(fēng)扇車載遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)旨在平衡性能和功耗，具有兩種機(jī)箱外形，可容納多種 I/O 和擴(kuò)展選項(xiàng)，非常適合性能、功耗和適應(yīng)性同等重要的車載應(yīng)用。

除了解決方案的遠(yuǎn)程信息處理部分外，Premio還交付了帶有LGA 1151插槽的VCO-6033E-2PWR工業(yè)GPU，用于6千/7千一代英特爾?處理器。6033-E 提供硬件以支持車載計(jì)算機(jī)的推理分析和機(jī)器學(xué)習(xí)。例如，它們執(zhí)行并行計(jì)算以處理有關(guān)道路狀況、危險(xiǎn)、駕駛員操作和車輛控制系統(tǒng)操作的數(shù)據(jù)，從而以最小的延遲完成。它們還同時(shí)處理有關(guān)天氣和交通狀況的數(shù)據(jù)，以優(yōu)化油耗。該解決方案實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛汽車的可操作性和響應(yīng)能力，使其能夠通過機(jī)器學(xué)習(xí)繼續(xù)改進(jìn)。

對(duì)于自治系統(tǒng)，英偉達(dá)的技術(shù)對(duì)通過Premio系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際計(jì)算。GPU為自治系統(tǒng)提供機(jī)器學(xué)習(xí)，而Premio通過其加固的硬件和GPU擴(kuò)展支持為這些數(shù)據(jù)提供遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)。

自動(dòng)駕駛真正依賴于邊緣計(jì)算及其實(shí)時(shí)處理關(guān)鍵數(shù)據(jù)的能力 Premio的嵌入式計(jì)算機(jī)經(jīng)過認(rèn)證，可以與主要云合作伙伴合作，以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)去中心化及其整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)連接套件。Microsoft AzureIoT 和Amazon 的 AWS IoT Greengrass等云合作伙伴都有助于在邊緣橋接其解決方案，以實(shí)現(xiàn)自主用例。

為什么選擇普瑞米奧？

Premio基于其30年的工業(yè)計(jì)算專業(yè)知識(shí)，直接與制造商和研發(fā)團(tuán)隊(duì)合作，專注于加固部署和可靠性。Premio總部位于洛杉磯，因其用于車載計(jì)算的嵌入式產(chǎn)品以及大量的本地支持而被選中。

一旦確定了制造商的目標(biāo)，Premio迅速交付了現(xiàn)成的加固型計(jì)算單元，并與制造商的工程團(tuán)隊(duì)密切合作，這些計(jì)算機(jī)現(xiàn)已部署并成功用于多個(gè)車隊(duì)卡車在其自主旅程中的駕駛室。

總結(jié)

有五個(gè)級(jí)別的自動(dòng)駕駛，最先進(jìn)的程序正在測(cè)試實(shí)際行駛里程，滿足 4 級(jí)要求。然而，當(dāng)5G全面實(shí)施時(shí)，車隊(duì)管理將進(jìn)入通往5級(jí)自治的快車道。具體的 5G 優(yōu)勢(shì)包括：

速度提升 10 倍，可能超過 1 Gb/s，無(wú)論人口密度如何

4G/LTE 的連接密度是 4G/LTE 的 100 倍，影響了訪問網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)能力

實(shí)時(shí)響應(yīng)，延遲率降低 5 到 10 倍，提高效率，尤其是在車輛安全和防撞方面。5G減少延遲的改善是顯著的。根據(jù)CTIA最近的一份白皮書，4G汽車大約需要4.6英尺才能踩剎車。相比之下，5G汽車只需一英寸即可完成任務(wù)。

從 4 級(jí)到 5 級(jí)將需要大幅增加驅(qū)動(dòng)里程和大量數(shù)據(jù)聚合，以進(jìn)一步訓(xùn)練 AI 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，因此仍需要相當(dāng)大的發(fā)展。

自動(dòng)駕駛的架構(gòu)代表了許多硬件技術(shù)的混合，從物聯(lián)網(wǎng)傳感器到 GPU CUDA 再到堅(jiān)固耐用的車輛遠(yuǎn)程信息處理。Premio的COTS嵌入式遠(yuǎn)程信息處理數(shù)據(jù)記錄解決方案提供了必要的基礎(chǔ)設(shè)施，以達(dá)到5級(jí)的距離。

審核編輯：郭婷