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《高工智能汽车》专访 | 虞正华:FPGA之上,神经网络的设计方显实力

2018-08-03
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米兰体育app下载安装成立于2015年,是一家以视觉为主的ADAS初创企业。近日,米兰体育app下载安装开始在国内一家乘用车OEM前装批量出货,商用车市场也正在布局。


米兰体育app下载安装CEO虞正华在接受《高工智能汽车》专访时表示,前装乘用车市场是公司关注的重点,未来几年也会有一个较大的增长,但商用车市场也不可小觑,在政策指引下,其可会是新技术快速落地的一个领域,因此公司也会在未来几年持续耕耘商用车市场。


米兰体育app下载安装CEO虞正华在2018高工智能汽车开发者大会 · 武汉商用车专场上发表主题演讲


拿下前装订单的,是魔视的纯视觉ADAS解决方案,虞正华表示,公司2015年刚进入市场的时候,就面对着行业巨头Mobileye,正面竞争胜算寥寥,对于公司而言,另辟蹊径才是正确的生存之道。


因此在ADAS行业内有多年经验的团队,摒弃了Mobileye的传统技术路线,转而选择了以深度学习神经网络为基础的技术路线。


深度学习在图像处理方面有着天然的优势,但深度学习需要强大算力的支持,DSP、ARM的运算力都不够,彼时只有FPGA、GPU可以满足,但GPU由于在功耗、成本、车规等方面的劣势,公司在选择最终的计算平台的时候就选择了FPGA。


而选择了FPGA的路线,就无法避开赛灵思、Altera(Intel收购)两大巨头,前者占据大部分市场,且是FPGA的开创者。


也因此,公司从2015年开始就与赛灵思建立了合作伙伴关系,选择了以FPGA为依托的嵌入式深度学习路线,成为了国内为数不多的几家得到赛灵思支持的创业公司。


赛灵思是FPGA执牛耳者,能同其建立合作关系,需要在软硬件方面有一定的技术研发实力和经验。


FPGA正当时


不同等级的自动驾驶,对系统的稳定性、安全性要求差异都很大,FPGA在算力和稳定性上,可以提供足够的支持。另外一方面,人工智能还在发展,算法的迭代变化也很快,FPGA灵活的特性可以满足各个厂商的灵活的需求。


因此在相当长的时间内,FPGA会在自动驾驶运算平台中扮演一个重要的角色。


既然能进入前装,满足车规就成了一个必须具备的能力。车规是一个宽泛的概念,首先产品的软硬件需要通过各种规范标准,比如ISO26262,ASIL等级认证;其次在产品交付给OEM试用测试的时候,各个OEM又有差异化的测试体系和标准要求。这其中有一些强制的标准,比如商用车的JT/T 883,IATF 16949(汽车行业质量管理体系)。


除了功能上的一些标准外,还有安全性的严苛要求,比如适应恶劣环境、工作稳定性,超过三年以上的产品质量保证、后期维护等。有可量化的标准,也有不可量化的标准,这其中各个OEM之间会有差异性,但总的目的是让车更安全。


FPGA能够很好的满足当下的一些功耗、算力、车规等方面的要求,因此公司也就选择了基于FPGA开发。


虞正华表示,FPGA是一个通用平台,本身的硬件、逻辑单元是相对固定的。因此对于选用了FPGA为技术路线的公司而言,真正的挑战是设计优良性能的卷积神经网络,能将运算单元用到最好!其次数据的存取、处理运算如何设计,使得数据的处理和存取达到一个平衡的程度,这其中有很大的学问。


神经网络的玄妙


深度学习本身就是神经卷积网络,在大的框架上都是一样的,但在具体的技术实现上,各家公司的不同技术路线都会有较大的差异,这种差异也会导致最终的效果参差不齐。比如同样是一个目标的检测,是一次检测完成得出结果,还是两次筛选?


深度学习是比较开放的,有开源的代码供爱好者和公司使用,但开源代码的网络设计与相应的应用、计算平台都无关,因此这种通用的网络在特定的应用领域优势并不明显。


虞正华表示,只有经过针对性的优化和设计的神经网络,才能将其性能优化到最佳。


神经网络的设计包括宽度、深度(层数),以及不同层处理的任务;在训练网络前也要考虑网络的裁剪和定点化工作,这一部分需要理论框架支持,当然最主要的工作还是在神经网络的设计上。


举例而言,一般软件代码编写都是用类似于C语言这样的不直接面向机器的编程语言,完成代码编写后编译器可以完成剩下的工作,这种编译器一般是通用型的,转化后的二进制代码效率不一定很高。


但事实上通过更接近硬件的汇编语言手工编写,软件算法优化效果会更好。但是汇编的门槛较高,一般公司不会在这个层级进行开发。


FPGA的逻辑开发类似的原理,公司的深度学习软件都是基于Verilog这样的硬件描述语言,因此效率要比普通的高许多,尤其是在自动驾驶相关的特定领域。


专注视觉感知技术


ADAS市场主要分为乘用车和商用车市场,乘用车的要求较高,测试和试验的周期较长,碰到的竞争对手也会较大,很多都是国际厂商。


自主品牌OEM在寻求供应商的替代,但需要一个过程。商用车市场总量较小,但相对需求会个性化一些,竞争的压力会小一些。


米兰体育app下载安装在2018年度商用车智能网联评选中获得年度商用车ADAS新锐企业奖项


米兰体育app下载安装在两个市场都投入了精力,虞正华表示,在乘用车领域积累的经验可以帮助公司在商用车市场更快速落地。


目前公司的商用车ADAS产品,还只涉及LDW/FCW/PCW等预警类功能,像涉及到控制执行的AEB功能,就需要其他传感器辅助。


公司目前的视觉产品已经可以支持毫米波雷达等感知传感器的融合,满足883标准对于视觉毫米波雷达融合系统的要求,并可以扩展AEB这样包含决策控制的功能。


之所以这样,是因为虞正华认为,预警类功能是一个过渡性产品,未来随着技术的成熟,一定会转向控制执行类。


未来5年,纯视觉为主的ADAS功能会很快过渡到融合方案,尤其是商用车。虞正华表示,公司的视觉能力对于融合方案能够提供强有力的支持,例如目前的产品中已经支持了Freespace功能,从而可以有效去除雷达的误触发,例如铁板、井盖、天桥的干扰,对于AEB这样的功能是非常重要的。



米兰体育app下载安装基于深度学习的车辆、车道线检测及Freespace效果

而一旦涉足控制执行,对感知系统的要求也上升了一个台阶,单一的传感器都没办法胜任。除了要在感知部分进行融合处理,还需要执行部分的协调,这部分就牵涉到了国际一线Tier1。


目前乘用车的执行部分,基本是由Tier1垄断,创业公司话语权较弱。因此,执行系统的对接,更有可能的,还是让OEM牵头破冰。


虞正华表示,随着智能驾驶的发展,行业也正在显示出一种开放的趋势,未来当中还是有一定的操作空间的,但创业公司要想分一杯羹,首先要修炼好自己的内功。


米兰体育app下载安装的定位是基于视觉感知传感器,提供相应的感知、测距、定位信息,服务于自动驾驶。未来也会继续专注在视觉感知部分,提供各种场景下的技术方案支持。


公司最近也与一些OEM进行了自动泊车的演示,主要提供视觉方面的技术,例如基于视觉的车位识别。


对于公司中远期的目标,虞正华表示希望公司在乘用车和商用车的耕耘都能取得丰硕的成果,在2020/2021年能够进入L3/L4等级的量产。


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