軟硬結合的AI芯片助力自動(dòng)駕駛

 李星宇（地平線(xiàn)市場(chǎng)拓展與戰略規劃副總裁）

 1 趨勢觀(guān)察

地平線(xiàn)具有領(lǐng)先的人工智能算法和芯片設計能力，通過(guò)軟硬結合，設計開(kāi)發(fā)高性能、低成本、低功耗的邊緣人工智能芯片及解決方案，開(kāi)放賦能合作伙伴。在汽車(chē)領(lǐng)域，地平線(xiàn)關(guān)注ADAS、車(chē)內智能交互以及高級別自動(dòng)駕駛。

面對汽車(chē)數字化重塑的浪潮，從技術(shù)角度看，最大的挑戰來(lái)自AI邊緣計算。

在過(guò)去的數年里，我們看到自動(dòng)駕駛的等級每提高一級，算力差不多要提升一個(gè)數量級。如果要實(shí)現全自動(dòng)駕駛，我們需要1000TOPS量級的算力，而人腦的算力大概也是一千個(gè)TOPS，所以自動(dòng)駕駛如果想達到人類(lèi)的水平，首先要在算力方面達到人類(lèi)的水平。

這個(gè)等級的算力需要AI芯片突破成本、功耗和性能的瓶頸，就必須將處理器構架的創(chuàng )新，與算法和工具鏈相結合，軟硬協(xié)同進(jìn)行設計。脫離算法和工具鏈，單純談芯片的絕對算力是沒(méi)有實(shí)際意義的。

當前的業(yè)界存在一個(gè)很大的誤區，往往會(huì )把絕對算力當作衡量AI芯片的主要指標，但我們真正需要的是有效算力，需要從四個(gè)維度來(lái)衡量：算力的有效利用率，每瓦的有效算力，每美元的有效算力，以及算力轉化為AI結果的效能（目標數量，幀率等）。

本質(zhì)上講，芯片和構架是手段和載體，軟件是目的和靈魂。軟硬件一起做，可以讓手段和目的高度統一。只有硬件俯下身來(lái)去適配軟件的時(shí)候，才能夠使晶體管所發(fā)揮的效能大幅度增加。處理器構架的創(chuàng )新是一個(gè)非常高的壁壘，需要對軟件有深刻理解。這樣的整體解決方案決定了數據轉化為決策/服務(wù)的效率和質(zhì)量，是時(shí)代真正呼喚的硬科技。

地平線(xiàn)基于這樣的理念，推出了高效能的征程芯片，第一代征程芯片已經(jīng)大規模量產(chǎn)應用，第二代征程芯片也即將正式推出。

可以說(shuō)，未來(lái)的智能汽車(chē)就是一部移動(dòng)的超級計算機兼數據中心，而邊緣的人工智能處理器是智能汽車(chē)競爭的主戰場(chǎng)，更是技術(shù)制高點(diǎn)。

2 解決方案      

依托獨特的軟硬結合邊緣人工智能處理器技術(shù)，面向智能駕駛 , 地平線(xiàn)可提供高性能、低成本、低功耗的多級別環(huán)境感知方案，支持對復雜場(chǎng)景進(jìn)行細粒度、結構化的語(yǔ)義感知，高度可擴展、模塊化的三維語(yǔ)義環(huán)境重建，以及透明化、可追溯、可推理的決策和路徑規劃。而面向車(chē)內交互場(chǎng)景，地平線(xiàn)可提供 DMS、AR-HUD、Face ID 等基于視覺(jué)感知與語(yǔ)音技術(shù)的多種人機交互方案。具體方案包括：

1. 地平線(xiàn) Matrix360°視覺(jué)感知方案

地平線(xiàn) 360°視覺(jué)感知系統搭載三塊地平線(xiàn)自主研發(fā)的 Matrix 自動(dòng)駕駛計算平臺，搭配 4 路 192FOV 魚(yú)眼攝像頭和 8 路 59.4FOV 窄角攝像頭，通過(guò)對攝像頭安裝位置的合理布局，以實(shí)現車(chē)身周?chē)?360° 無(wú)死角視覺(jué)感知檢測。

魚(yú)眼攝像頭主要用于車(chē)身近距離 10m 以?xún)鹊臋z測，窄角攝像頭主要用于車(chē)身遠距離 150m 以?xún)鹊臋z測。整套系統可以 實(shí)現 8 大類(lèi)目標的像素級語(yǔ)義分割，4 大類(lèi)的目標檢測和識別，包括行人，車(chē)輛，交通標志，交通燈，車(chē)道線(xiàn)檢測。

2. 地平線(xiàn)NavNet眾包高精建圖與定位解決方案

針對自動(dòng)駕駛落地亟需的高精度地圖需求，地平線(xiàn)推出了 NavNet 眾包高精建圖與定位方案。得益于地平線(xiàn) Matrix 強大 的視覺(jué)感知能力，NavNet 在邊緣端即可實(shí)現道路語(yǔ)義重建并輸出局部三維地圖，進(jìn)而與已有高精地圖進(jìn)行匹配獲取定位。此外，NavNet 還可在無(wú)地圖區域進(jìn)行自動(dòng)建圖，賦能高精度地圖眾包建圖與更新。

3. 高級駕駛輔助系統(ADAS)

基于地平線(xiàn)自主研發(fā)的高性能、低功耗、低成本的邊緣人工智能視覺(jué)芯片?征程((Journey ) 1.0 處理器，通過(guò)對前向道 路中的車(chē)輛、行人、車(chē)道線(xiàn)、交通標志牌、紅綠燈等目標的精確定位，可實(shí)現 L2 級別的高級輔助駕駛功能 (ADAS) 。

4. 地平線(xiàn)多模態(tài)交互解決方案

為打造新一代車(chē)內人機交互系統，地平線(xiàn)推出了多模態(tài)人車(chē)互動(dòng)解決 方案。該方案融合了視覺(jué)和語(yǔ)音等各個(gè)領(lǐng)域的 AI 技術(shù)，可結合用戶(hù)行為習慣從而更精準的判斷用戶(hù)意圖，實(shí)現 AI 時(shí)代的立體智能推薦。地平線(xiàn)基于征程 2.0 架構，整合視覺(jué)和語(yǔ)音技術(shù)，可通過(guò)數據的預處理、算法模型的建立和決策處理三個(gè)階段，使汽車(chē)成 為具備多模感知、深度決策、主動(dòng)交互的智能機器人。