• 功能一

  物體識別

• 功能二

  精準定位

• 功能三

  深度學習聯(lián)動CAN BUS

項目背景

小時候那些曾經(jīng)只出現(xiàn)在科幻電影中的情景，隨著科技進步，紛紛實現(xiàn)在我們的生活中。無人駕駛車就是一個最明顯的例子，特斯拉引領了電動車的風潮，進而邁向自動駕駛。相信不久的將來，我們將迎來無人駕駛的時代。

今年或許是無人駕駛技術蓬勃發(fā)展的一年，現(xiàn)在世界上許多知名車廠，互聯(lián)網(wǎng)公司以及AI人工智能運算公司，紛紛大力投入無人駕駛車的研發(fā)，為的就是搶先一步對手，在無人駕駛領域取得領先地位。但一臺無人駕駛車的組成，非常復雜，不但需要有多個傳感器和攝像頭連接，更需要有穩(wěn)定且高運算能力的平臺，并搭配上特定的復雜運算軟件，才能夠讓車輛進行無人自動駕駛。

面臨挑戰(zhàn)

國內(nèi)某知名互聯(lián)網(wǎng)龍頭公司，投入大量的人力與物力在無人駕駛解決方案。要求車輛在無任何人工干預的情況下，完成避障、轉(zhuǎn)彎、自動接駁等自動駕駛動作。車輛基于高精地圖和智能感知，可以實時感知到的環(huán)境信息、高精地圖數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對于路徑的最優(yōu)規(guī)劃，預測車輛、行人的行為和意圖，做出合適路況的行車決策，從而控制無人車正常行駛。為此，他們找上研華，希望我們能針對整個無人車方案，提供相對應的解決方案。

由于無人駕駛車行駛過程中，主要靠著分布在車輛周圍的攝像頭來進行環(huán)境數(shù)據(jù)采集，再透過車上的控制計算機，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)龍頭公司自行開發(fā)的分析軟件進行計算，經(jīng)過分析后，一方面將行駛控制指令輸出給到控制器，進行車輛行進控制，一方面則是將路線數(shù)據(jù)輸出至車內(nèi)顯示器上，提供乘客指引，另外，車輛上隨行人員則透過手持平板，隨時掌控車輛狀態(tài)。除此之外，數(shù)據(jù)除了在車輛上保存外，也要定時的將車輛狀態(tài)透過4G上傳至遠程系統(tǒng)，而管理團隊也要隨時透過4G，使用OTA技術來進行系統(tǒng)升級與調(diào)整。

深入了解整個應用后，客戶提出了幾項需求。由于無人駕駛車輛上可使用的空間非常有限，因此在選擇產(chǎn)品上，必須朝向小尺寸無風扇的選擇，同時，無人車實際運行過程中需要實時快速處理大量的現(xiàn)場攝像采回來的數(shù)據(jù)，所以在平臺的選擇上必須要求能支持具有強大并行計算能力的GPU 卡片。而數(shù)據(jù)上傳的部分，除了需要使用4G上傳之外，對于數(shù)據(jù)安全防護，客戶也提出了要求，需要支持多路VPN與防火墻；另外，車輛隨車人員使用手持平板來監(jiān)測車輛的所有運行狀態(tài)，因此需要有WIFI AP設備，來提供WIFI連接。綜合整個需求，我們大致上可以歸納出下列幾點：

1. 小尺寸無風扇工控機,能支持GPU顯卡

2. 良好的抗震與抗電磁干擾

3. 支持4G通訊的路由器，能支持VPN與防火墻

4. 8網(wǎng)口工業(yè)級POE以太網(wǎng)交換機

5. WIFI AP設備
   

系統(tǒng)架構(gòu)圖

方案設計

無人車是用電池做為能源驅(qū)動汽車前進，續(xù)航能力是一個關鍵指標，為此研華為客戶推薦MIC系列產(chǎn)品。低功耗設計支持DC 24V電壓輸入, 最高支持i7-7700t 35W 主頻 2.90GHz處理器， PassMark  9342分,為客戶提供高效快速運算，搭配GPU1080Ti 功耗可控制在500W左右。

無人車控制器主要提供三大功能： 物體識別、精準定位、深度學習聯(lián)動CAN BUS控制車輛行駛。

1、物體識別：我們?yōu)榭蛻敉扑]兩種方案，車輛上裝有多個IP CAM收集環(huán)境情況。
a)    使用研華MIC配合自主研發(fā)的PoE/USB3.0 PCIE BUS專用可鎖固式圖像采集卡，提供穩(wěn)定的圖像采集單元，確保在連接IP CAM采集過程中安全可靠不掉幀。另外研華也提供帶隔離的通訊卡，方便客戶接入激光雷達進行測距與障礙物偵測 從而避免復雜電磁環(huán)境對雷達造成判定影響；
b)    使用EKI-5729PI 工業(yè)級8網(wǎng)口POE以太網(wǎng)交換機進行串聯(lián)，除了能提供穩(wěn)定，抗電磁干擾的網(wǎng)絡傳輸之外，更能直接透過網(wǎng)口提供電源給攝像頭，既能有效解決攝像頭供電問題，更能解決在狹小的車輛空間上的布線問題。

2、精準定位：車輛行駛除了要有視覺識物外，還要有一個中長期路線規(guī)劃，研華BB-SL306系列工業(yè)級4G路由器 接通連接高精地圖，給客戶提供安全路線行駛保障。BB-SL306路由器，除了能支持VPN與軟件防火墻外，更能支持軟件SDK二次開發(fā)，透過VPN與防火墻，提供了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩Ｕ希槍ξ磥磉h程OTA技術使用時，更能透過4G，準確地將每一輛在路上運行的無人車輛，直接進行調(diào)適，升級或更新。此外，考慮客戶車上仍有WiFI AP的需求，我們這次建議客戶使用的是BB-SL30610110-SWH型號，除了4G傳輸功能外，也能支持WIFI AP/Client的功能，如此一來，針對無人駕駛車上空間有限的問題得到解決，讓客戶在無人駕駛車初期研發(fā)階段，達到一個非常高的便利性。

3、深度學習聯(lián)動CAN BUS：客戶通過向機器提供行業(yè)數(shù)據(jù)，通過機器GTX-1080Ti進行深度學習, 聯(lián)動研華自主研發(fā)CAN BUS總線卡，來控制車輛前進，后退，剎車與油門，實現(xiàn)智能無人駕駛

除此之外無人車每天產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)（超百GB）前期無人車研發(fā)或上路階段，數(shù)據(jù)均需要被有效監(jiān)管，研華MIC系統(tǒng)產(chǎn)品支持軟Raid且至多5個存儲, 其中2個支持熱插拔，方便客人快速讀取數(shù)據(jù)進行相關分析與存檔。

結(jié)論

在方案導入的初期，由于車輛空間狹小，電磁干擾問題嚴重，而客戶研發(fā)團隊與實際測試場地，相隔1000公里以上，無法有效針對整個無人駕駛車問題進行分析與定位，甚至是優(yōu)化整個方案。而研華藉由著全國綿密的服務團隊與技術支持，透過多地的同步支持，與客戶反復的調(diào)整與方案改進，最后經(jīng)過實際安裝與測試后，現(xiàn)在搭配研華整體方案的無人駕駛車，已經(jīng)正式推出試運行，分別在全國幾個試驗區(qū)域展開實際上路測試。

也許，在不久的將來，在我們生活的城市中，都有機會看到搭載研華整體方案的無人駕駛車，為我們服務！