面對自動駕駛最核心的需求「安全」,英偉達的DRIVE平台做了這些 | CES 2018

北美時間1月10日,英偉達公布了其AI自動駕駛汽車平台NVIDIA DRIVE的功能安全詳細架構。

其實早在去年9月的GTC China大會上,英偉達創始人兼CEO黃仁勛口中的為自動駕駛行業「帶來變革的端到端平台」——DRIVE,就已經成型了。那時黃仁勛曾告訴雷鋒網·新智駕,DRIVE是一個全棧式的自動駕駛整體方案平台,其中自下而上基於深度學習的計算主板(Drive PX)、包含了操作系統(Drive OS)、計算機視覺 SDK (Driveworks SDK),以及最上端的自動駕駛應用 Drive AV。

也是在當時,黃仁勛就強調了DRIVE平台中所涵蓋的安全冗餘,比如其Drive OS操作系統能夠滿足汽車安全最高等級ASIL-D,而在2018年的CES上,英偉達公布了關於NVIDIA DRIVE功能安全結構的更多詳細信息。這一切,都是為了保證在自動駕駛大面積落地前,將行業和所有交通參與者最關注的安全風險問題降到最低。

據官方介紹,目前,基於英偉達的DRIVE結構,汽車廠商已經可以構建和部署具有功能安全性、並符合諸如ISO 26262等國際安全標準的自動駕駛乘用車和卡車。

黃仁勛在發佈時說:「安全性是自動駕駛汽車最重要的特性,NVIDIA的這一功能安全平台是我們有史以來最重要的投資之一,它將成為助力汽車製造商將自動駕駛汽車推向市場的關鍵性因素。」

為了實現黃仁勛口中的「功能安全」,NVIDIA DRIVE必須從整體開發流程、硬件、軟件、算法等多個層面進行安全冗餘的考慮,這幾塊領域的功能安全布局,也與DRIVE的整體架構相呼應。

*NVIDIA DRIVE的整體架構

1、流程

流程,是對自動駕駛汽車的工程化開發制定的已驗證過的安全冗餘模式框架。與所有工程化項目類似,但自動駕駛汽車的研發只會更加嚴謹,英偉達介紹,DRIVE已針對自動駕駛系統的設計、管理和存檔的全面安全認證方法體系的建立制定了步驟。

2、處理器設計和硬件功能

這部分主要針對硬件冗餘,硬件平台將包含多種處理器,以保證在某些故障時保證機器運行。據官方介紹,這些冗餘處理器包括NVIDIA 自主設計的 NVIDIA Xavier相關 IP,並涵蓋 CPU 和 GPU 處理器、深度學習加速器、圖像處理 ISP、計算機視覺 PVA 和視頻處理器。內存和總線中包括鎖步處理(lock-step,表示微控制器同時并行運行同一組操作,鎖步操作的輸出可以通過所謂的「冗餘校驗單元」進行對比,以此測定是否已出現故障)和糾錯碼,內置測試功能。

ASIL-C 級 NVIDIA DRIVE Xavier 處理器和具有適當安全邏輯的 ASIL-D 級安全微控制器均可實現系統最高安全級——ASIL-D 級。

3、軟件

軟件層面,很多安全架構來自英偉達的合作夥伴,例如黑莓QNX 以及TTTech。據官方介紹,DRIVE OS 系統軟件集成了經ASIL-D 安全認證的 BlackBerry QNX 64 位實時操作系統,以及 TTTech 的 MotionWise 安全應用程序框架,後者對系統中的每個應用程序進行了獨立分裝,將彼此隔離,同時提供實時計算能力。

此外,NVIDIA DRIVE OS 可全面支持 Adaptive AUTOSAR,這也是汽車系統架構和應用框架的公開標準。

4、算法

NVIDIA DRIVE AV層,是自動駕駛汽車的軟件棧,據雷鋒網·新智駕了解,目前DRIVE AV支持包括立體視覺、環境感知、自定位和路徑規劃等功能。而為了確保在發生故障時的運行能力,其中的每項功能均包含冗餘和多樣性策略。

例如,感知冗餘目前通過融合激光雷達、攝像頭和毫米波雷達傳感器實現。運行於 CPU、CUDA GPU、DLA 和 PVA 上的深度學習和計算機視覺算法也提升了冗餘。這些功能,據官方表示,可以支撐Level 5(SAE)等級的自動駕駛汽車實現功能安全。

5、虛擬現實模擬器

英偉達虛擬現實模擬器NVIDIA AutoSIM,是本次CES發佈上黃仁勛新公布的產品,它可以支持DRIVE平台的開發測試,並對一些邊界情況進行模擬。據了解,NVIDIA AutoSIM 運行於 NVIDIA DG超級計算機上,並支持開發過程中代碼不斷迭代的回歸測試,最終將完成數十億英里的數據模擬。

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