详细剖析：Voyage自动驾驶出租车背后的算力、动力和线控

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雷锋。(公开号码:雷锋。新闻网:远航汽车是硅谷的一家自动驾驶出租车初创公司，由专注于机器学习和人工智能的在线培训机构udacity于2017年4月成立。在无人驾驶领域，航次将与谷歌、特斯拉和优步竞争。目前，远航已经完成了第一轮种子融资和试验车外观研发。

自动驾驶汽车有自己的行动模式，它首先利用激光雷达、雷达和摄像机等传感器进行感知，然后利用传感器信息和其他情境信息完成路径规划，并根据规划控制速度和方向完成任务。

在这个行业中，这个过程被称为spa(感觉、计划和行动)。当然，要成功地完成一套完整的spa并不容易，这需要复杂的、协作的软硬件系统的支持。

经过不断的媒体报道，外界对自动驾驶汽车的部件相当熟悉(如激光雷达和可视摄像机)，但同样重要的是将这些部件完美地结合起来。这也是本文应该关注的。

这篇文章是由雷锋编辑的。来自航海家汽车媒体发表的文章。最初的标题是:在自动驾驶出租车的引擎盖下。

上面的航次建筑图是航次自动驾驶出租车的“解剖图”。像其他多传感器自动驾驶汽车一样，航次的架构是一个标准化的设计，每个组件都扮演着自己相应的角色。

今天，我们将详细分析航次自动驾驶出租车的计算能力、动力和线控驱动套件。

计算力

在整个spa过程中，计算是规划的主要驱动力(P)。千兆位主板搭载英特尔酷睿i7–770万8核处理器(时钟频率为2.4千兆赫)，图形处理器采用英伟达泰坦x..作为荷马(航海家的第一辆自动驾驶汽车)的大脑，它为传感器建立了一条平滑的数据管道。为了获得一定的冗余，它还配备了64gb ram和三个1tb固态驱动器。

这个强大的大脑运行ubuntu系统，并使用docker容器来管理系统环境。在这里，ros操作系统负责快速原型感知、运动规划和节点操作。

Ros是一个多用途的机器人中间件，可以抽象复杂的信息传输、时间、数据结构(如点云等)。)，线程和数据记录。

然而，ubuntu不是一个大规模生产的自动驾驶汽车的实时操作系统，但是它更擅长于设计原型算法并在真实环境中快速测试它们。有了这些工具，研究人员写在白板上的灵感可以更快地出现在路上。

独立运行的Ros节点本质上是小程序，但它们通常有许多连接。

例如，一个节点可能负责通过以太网接口从激光雷达读取原始数据，然后将其转换为pointcloud2信息。该信息包含一组3D点及其元数据，这些点可以通过ros网络“分布”，并可以被其他节点调用。

调用该信息的节点可能负责将获得的点云数据插入到现有地图中以完成定位，而其他节点可能负责运行算法来检测或跟踪对象。在完成各自的任务后，这些节点将在ros网络上发布相关信息，供大型程序如行动计划算法调用。

总的来说，这就是航程自动驾驶出租车的运作方式。传感器(激光雷达、雷达、rtk gps、摄像头和can总线)负责采集原始数据，然后由一系列小节点处理数据并输出控制信号，便于线控司机套件控制油门、刹车和转向系统。

应该指出的是，在开发阶段使用ros最有价值的部分是数据记录和回放。

当节点相互通信时，它们将使用特殊的通道，并且这些数据将被自动记录以供后续分析。事实上，只要航行中的自动驾驶出租车还在路上，每秒钟的数据都会被记录下来。因为节点使用特殊的通信通道，所以不会出现数据混淆，研究人员可以很容易地分析街区中的车辆。

有了这种武器，航海家可以在办公室里重新模拟任何路况，而驾驶汽车在路上“漫步”并期待特定情况的原始测试方法就永远消失了。此外，研究人员可以直接在办公室测试新算法，从而节省了大量时间。

一般来说，是中央处理器执行车辆计算任务，因为这些任务大多是单一的，目的是在遇到下一个问题之前找到解决方案。同时，cpu具有很强的多线程能力，能够处理大量的数据。然而，有些问题需要人工智能技术来处理，所以我们不得不提到NVIDIA的泰坦x图形处理器。

只要你注意自动驾驶汽车，你一定听说过人工智能在其中的应用。

航行也有利于机器学习。如果一个问题可以通过神经网络解决，它的团队一定会取得突破。目前，航次使用深度学习来检测交通信号灯的变化，准确率相当高。

同时，辨别障碍物、区分建筑物和道路以及确定转向角度的工作也是通过深度学习技术来完成的。虽然gpu并不适合所有的工作，但它是工程师的得力助手。

福特蒙迪欧原装12v汽车电池为航次的整个系统供电。该电池将向配电装置(pdu，带9个12v连接器的继电器开关)供电。

这个系统有自己的编程语言，每个开关都可以独立控制。同时，一个110v的转换器连接到pdu，PDU可以为linux盒供电。

如果pdu继续工作，车辆不能停止。航次使用的测试车是蒙迪欧混合动力版。如果车辆检测到驾驶员不在座椅上，车身控制模块将在30分钟后切断点火继电器。因此，pdu和linux box也不能幸免，这种设计真的让工程师们挠头。

为了“扼杀”这种自动熄火功能，航次的开发者直接改变了汽车的出厂设置。它取代了其中一个模块，这样车辆就可以一直运行。与此同时，当门锁上时，它还会关闭报警声。

电线控制套件

航海家认为，在整个水疗过程中，通过有线套件驾驶代表行动。简而言之，有线驱动套件是传感器/计算设备和驱动程序之间的接口。

有了这个套件，计算设备在数据处理后发送的指令就可以实现了，上面提到的驾驶员是油门、刹车踏板和方向盘。

在现代车辆中，大多数驾驶员已经脱离了驾驶员的输入。例如，当您踩下油门时，您实际上只移动了两个电位计，这将向发动机控制模块(ecm)发送0-5v电压信号。发动机控制模块处理后，驾驶员的意图将被转换成相关信号，并发送到发动机，以驱动车辆完成加速和其他动作。

线控驱动套件位于发动机控制模块和油门踏板之间。如果系统停止工作，踏板上的电位计将向发动机控制模块发送信号。

自动驾驶汽车是一个复杂的系统，有相互交织的原件。航次希望通过一系列的解释来提高技术的透明度，从而促进这类车辆的尽快普及。

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