• 功能一

  物體識別

• 功能二

  精準定位

• 功能三

  深度學習聯動CAN BUS

項目背景

小時候那些曾經只出現在科幻電影中的情景，隨著科技進步，紛紛實現在我們的生活中。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展的一年，現在世界上許多知名車廠，互聯網公司以及AI人工智能運算公司，紛紛大力投入無人駕駛車的研發，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

國內某知名互聯網龍頭公司，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境信息、高精地圖數據，實現對于路徑的最優規劃，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境數據采集，再透過車上的控制計算機，結合物聯網龍頭公司自行開發的分析軟件進行計算，經過分析后，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據輸出至車內顯示器上，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。除此之外，數據除了在車輛上保存外，也要定時的將車輛狀態透過4G上傳至遠程系統，而管理團隊也要隨時透過4G，使用OTA技術來進行系統升級與調整。

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場攝像采回來的數據，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。而數據上傳的部分，除了需要使用4G上傳之外，對于數據安全防護，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測車輛的所有運行狀態，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網口工業級POE以太網交換機

5. WIFI AP設備
   

系統架構圖

方案設計

無人車是用電池做為能源驅動汽車前進，續航能力是一個關鍵指標，為此研華為客戶推薦MIC系列產品。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、深度學習聯動CAN BUS控制車輛行駛。

1、物體識別：我們為客戶推薦兩種方案，車輛上裝有多個IP CAM收集環境情況。
a)    使用研華MIC配合自主研發的PoE/USB3.0 PCIE BUS專用可鎖固式圖像采集卡，提供穩定的圖像采集單元，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境對雷達造成判定影響；
b)    使用EKI-5729PI 工業級8網口POE以太網交換機進行串聯，除了能提供穩定，抗電磁干擾的網絡傳輸之外，更能直接透過網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劃，研華BB-SL306系列工業級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，透過VPN與防火墻，提供了數據傳輸的安全保障，針對未來遠程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階段，達到一個非常高的便利性。

3、深度學習聯動CAN BUS：客戶通過向機器提供行業數據，通過機器GTX-1080Ti進行深度學習, 聯動研華自主研發CAN BUS總線卡，來控制車輛前進，后退，剎車與油門，實現智能無人駕駛

除此之外無人車每天產生大量數據（超百GB）前期無人車研發或上路階段，數據均需要被有效監管，研華MIC系統產品支持軟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據進行相關分析與存檔。

結論

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，與客戶反復的調整與方案改進，最后經過實際安裝與測試后，現在搭配研華整體方案的無人駕駛車，已經正式推出試運行，分別在全國幾個試驗區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！