从2D到3D,华为如何重塑自动驾驶?

随着汽车智能化技术的迅猛进步,智能驾驶系统已成为未来交通出行模式的关键趋势。华为,作为科技创新领域的佼佼者,正逐步在智能驾驶系统领域内彰显其深厚的技术底蕴与卓越的创新实力。本文旨在深入剖析华为智能驾驶系统的背景信息、发展历程及其潜在的发展前景。近年来,汽车行业正经历一场史无前例的转型,智能驾驶与自动驾驶技术已成为全球科技领军企业竞相角逐的前沿阵地。在此背景下,中国企业既面临挑战,也迎来发展机遇。华为依托其在通信技术及信息处理领域的长期积累,开始在智能驾驶领域进行积极探索,并相继推出了ADS1.0、ADS2.0及最新的ADS3.0系统,持续推动车辆智能化水平与驾驶体验的双重提升。探讨华为的智能驾驶系统,不仅因其作为全球知名中国企业在国际市场具有显著影响力,更因其独特的技术路径与应用生态为整个汽车行业带来了积极的示范效应。通过不断优化计算、传感、交互等核心技术,华为的智能驾驶系统正逐步将智能驾驶技术从实验室推向日常生活,具有重要的社会与经济价值。

华为智驾系统的发展历程

华为智驾系统(ADS,Autonomous Driving System)是华为为推动汽车智能化发展而开发的智能驾驶解决方案,其目的是通过整合感知、决策、控制等多方面的技术来提升车辆的自主驾驶能力。ADS系统目前经历了三个重要的发展阶段:ADS1.0、ADS2.0和ADS3.0。让我们逐一了解其发展历程。

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1. ADS1.0

华为的ADS1.0系统是最早的一代智能驾驶解决方案,主要面向特定环境下的辅助驾驶。它实现了在高速公路上的部分自动驾驶功能,包括自动变道、车道保持、定速巡航等。这一阶段的系统依赖于高清地图和传感器的相对基础技术,采用BEV(Bird's Eye View)网络,用于生成道路结构和目标白名单的信息。ADS1.0的目的是为驾驶员提供更为安全和便捷的驾驶体验,但仍需要驾驶员在复杂场景中介入操控。

2. ADS2.0

随着技术的不断迭代和应用场景的扩展,华为推出了ADS2.0系统。在这一阶段,系统进一步增强了对城市复杂路况的感知和应对能力,增加了对交通信号灯的识别、复杂交叉路口的通行和自动泊车等功能。ADS2.0通过集成更多的传感器,包括激光雷达、毫米波雷达、摄像头等,使得系统对周围环境的感知更加全面。同时,ADS2.0引入了GOD(General Object Detection)网络,能够识别更为复杂的异形障碍物,实现了从2D感知到“看得懂物,看得懂路”的能力,确保车辆能够在更多样化的场景中实现自主决策和控制。

3. ADS3.0

ADS3.0是华为智驾系统的最新版本,其特点是将智能驾驶功能与全栈解决方案整合,并引入了更多的人工智能技术,使得车辆在实现高级别自动驾驶的道路上迈出了重要的一步。ADS3.0不仅具有丰富的感知层和计算能力,更是通过人工智能算法的提升,让系统具备了“深度学习”的能力,使车辆可以对不同的驾驶场景进行自适应和优化决策。

在ADS3.0中,GOD感知神经网络与PDP决策神经网络相结合,使得系统能够模拟端到端的大脑思考过程,实现了信息的无损传输,决策速度相较于ADS2.0提升了一倍。此外,ADS3.0引入了本能安全网络,专门用于应对突发的危险情况,确保系统能够在紧急时刻迅速做出反应,类似于人类在紧急状况下的本能反应。

3.0系统的目标是实现L4级的自动驾驶,也就是在特定区域内的完全自主驾驶。通过从2D感知提升到3D感知,ADS3.0能够提供更加立体和精确的环境理解,使得车辆可以更安全地应对复杂交通场景。

华为的ADS3.0详细介绍

华为的ADS 3.0(高级驾驶辅助系统)是其在自动驾驶领域的最新技术成果,标志着智能驾驶技术的一次重大升级。以下是对ADS 3.0的详细介绍,包括其核心特点、技术架构和功能。

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核心特点

1、端到端大模型架构

ADS 3.0采用了端到端大模型架构,区别于特斯拉的“大一统”模型。该架构通过感知与决策的分层设计(GOD+PDP),使系统能够在不同场景下进行自主感知、决策和路径规划,提升了智能驾驶的灵活性和效率

2、多传感器融合

系统继续采用多传感器融合技术,包括激光雷达、毫米波雷达和摄像头。通过优化传感器配置,ADS 3.0实现了更好的环境感知能力,能够在各种光照和天气条件下保持高效性能

3、全自动驾驶能力

ADS 3.0支持从停车位到停车位的全自动驾驶功能,包括自动泊车和在复杂环境中的自主导航。这一功能的扩展使得系统不仅适用于城市道路和高速公路,还能够在更复杂的场景中发挥作用

4、强大的算力支持

ADS 3.0依托华为云的强大计算能力,算力达到5E FLOPS(每秒五千万亿次浮点运算),并且每日可处理的数据量达到3000万公里。这种强大的算力支持确保了系统能够快速迭代和优化

5、安全性能升级

在安全性能方面,ADS 3.0引入了全向防碰撞系统(CAS 3.0),能够在紧急情况下实现自动紧急转向避障,提高车辆的主动安全性

技术架构

  • GOD(通用障碍物检测)网络:负责环境感知,能够从物体识别扩展到丰富的场景理解。

  • PDP(预测决策规控)网络:用于生成车辆行驶决策,通过分析感知网络提供的信息迅速做出反应。

功能与应用

  • 车位到车位智驾领航:实现从公开道路到园区道路,再到地下车位的全场景贯通,为用户提供便捷的智能驾驶体验。

  • 智能泊车功能:优化了智能泊车能力,支持离车即走,车辆可以自主泊入车位,无需原地等待。

华为ADS 3.0通过引入先进的端到端大模型架构、多传感器融合、强大的算力支持以及全面提升的安全性能,为用户提供了更加安全、便捷和高效的智能驾驶体验。这一版本标志着华为在智能驾驶技术领域的重要突破,并进一步巩固了其市场竞争力。

华为的GOD神经网络

华为的GOD感知神经网络(General Obstacle Detection Network)是一种先进的智能驾驶感知技术,旨在通过更准确的环境理解提升自动驾驶的安全性和智能化水平。以下是GOD网络的主要特点、工作原理以及其技术构成。

主要特点

  • 3D体素表示:GOD网络使用3D体素来表达物体,将三维空间体素化,能够更好地捕捉物体的几何特征。这种方法使得系统能够预测每个体素是否被占据,并判断物体是静止还是移动状态

  • 泛化能力:与传统的标注框学习不同,GOD网络通过物体的3D几何特性进行学习,具备较强的泛化能力,能够识别多种异形物体,如救护车和警车等

  • 低延迟:该网络对时延的要求非常高,能够在10毫秒以下完成感知处理,这对于实时驾驶决策至关重要

  • 自学习数据引擎:GOD网络部署在车辆端,通过收集车辆传感器的数据进行自我学习,并将有价值的数据发送到云端进行自动化标注和4D场景重建

工作原理

  • 数据采集与融合:GOD网络通过多种传感器(如视觉摄像头、毫米波雷达和激光雷达)收集环境数据。这些数据被用于提取特征并构建车辆周围环境的3D模型。

  • 时空编码网络:提取到的特征会被发送到时空编码网络中,该网络将空间和时间信息结合起来,以更全面地理解动态环境。

  • 障碍物检测与预测:GOD网络能够识别动态和静态障碍物,并准确预测道路的3D几何形状。这一过程涉及到对车辆周围环境的实时分析,以支持后续的路径规划和决策制定

  • 训练与优化:通过大量的驾驶数据和NPU(神经处理单元)进行训练,GOD网络不断优化其性能,以应对各种复杂驾驶场景

技术构成

  • 传感器组件:包括视觉摄像头、激光雷达和毫米波雷达,用于多模态数据采集。

  • 计算平台:高性能计算硬件支持复杂算法的实时处理。

  • 控制算法:基于深度学习和自适应算法,实现对环境的智能理解与决策。

  • 自学习系统:通过持续的数据收集与云端分析,提升系统的智能水平。

华为的GOD感知神经网络通过创新的3D体素表示、强大的泛化能力以及低延迟处理,为自动驾驶技术提供了坚实的基础。该系统不仅提升了车辆对复杂环境的感知能力,还为实现更安全、更智能的驾驶体验奠定了基础。

华为的PDP神经网络

华为的PDP(预测决策规控)神经网络是其高阶智能驾驶系统(ADS)中的关键组成部分,主要用于处理感知数据并进行行车决策和路径规划。以下是PDP网络的主要特点、工作原理及其在华为ADS中的角色。

主要特点

  • 端到端架构:PDP网络采用端到端的设计,能够直接从感知数据生成决策和规划结果,简化了传统的多层次处理流程。

  • 集成化功能:该网络将预测、决策和规划整合为一个统一的模型,使得决策过程更贴近人类驾驶员的行为,提高了行驶轨迹的自然性和通行效率。

  • 高效性:PDP网络能够快速响应复杂路况,特别是在复杂交叉口的通过率已超过96%,显示出其在动态环境下的高效决策能力。

  • 自学习能力:通过与GOD(通用障碍物检测)网络的结合,PDP能够利用大量采集的数据进行自我优化和迭代,持续提升其性能。

工作原理

  • 数据输入:PDP网络接收来自GOD感知网络处理后的数据,包括障碍物信息、交通标志、车流信息等。

  • 场景理解:通过分析输入的数据,PDP能够理解当前驾驶场景,并识别潜在的风险和机会。

  • 决策制定:基于对场景的理解,PDP生成相应的行车决策,例如变道、加速或减速等。

  • 路径规划:最后,PDP会规划出最佳行驶路径,确保安全高效地通过复杂路段。

在华为ADS中的角色

在华为ADS3.0系统中,PDP网络与GOD网络紧密结合,共同构成了智能驾驶系统的核心。GOD网络负责障碍物检测和环境感知,而PDP则负责基于这些感知结果进行有效的决策与规划。这种协同工作模式使得华为的智能驾驶系统能够在各种驾驶场景中表现出色,实现“有图无图都能开”的能力。

华为的PDP神经网络通过集成化、端到端的设计,以及强大的自学习能力,为智能驾驶提供了高效、精准的决策支持。与GOD网络相结合,它形成了一个全面的感知与决策体系,使得华为在自动驾驶技术方面处于行业领先地位。

华为的本能安全网络

华为的本能安全网络是其ADS 3.0(高阶智能驾驶系统)中的一项关键技术,旨在提升自动驾驶车辆在紧急情况下的安全反应能力。以下是对本能安全网络的详细描述,基于提供的搜索结果。

1. 基本概念

本能安全网络类似于人类在碰到危险时的本能反应,如手碰到火焰时会迅速收回。这一机制使得系统能够在复杂场景下以极低延迟迅速响应,从而提高整体安全性。

2. 工作原理

  • 快速响应:本能安全网络的决策响应时间为200毫秒,显著快于PDP(预测决策规控)网络的400毫秒。这种快速反应能力使得系统能够及时处理突发危险,如突然出现的障碍物。

  • 独立性:该网络独立于主决策系统运行,专注于应急处理,确保在紧急情况下能够迅速采取行动,如紧急制动或规避操作。

3. 技术架构

本能安全网络是华为ADS 3.0端到端架构中的一个重要模块,通过深度神经网络输出的轨迹或信号经过本能安全网络后,最终控制车辆的执行机构(如转向、加速或制动)。

这一设计旨在解决端到端神经网络在某些情况下输出不可控的问题,确保安全下限。

4. 应用场景

本能安全网络特别关注高风险场景,例如:

  • 道路上的儿童玩具车
  • 行人突然出现
  • 复杂交叉口的交通流量
    通过针对性地增强主动安全性能,该系统可以有效降低事故发生率。

华为的本能安全网络通过快速响应和独立运行机制,为自动驾驶系统提供了重要的安全保障。这一技术不仅提升了车辆在复杂环境中的应急处理能力,也体现了华为在智能驾驶领域对安全性的高度重视。随着技术的发展,本能安全网络将继续优化,以适应更多实际驾驶场景,提高用户的行车安全性。

华为智驾带来的好处

华为智能驾驶系统对道路安全与效率的显著提升,体现在以下几个方面。

首要的是,其对于道路交通事故发生率的显著降低作用。据权威数据统计,超过90%的交通事故归因于人为操作失误。华为ADS(Advanced Driving System)系统的引入,通过减轻驾驶员的疲劳度、减少操作疏忽等人为因素,有效提升了道路交通的整体安全性。特别是ADS3.0版本,凭借更为精准的环境感知能力和更智能的决策算法,即便在复杂的交通场景下,也能做出安全、合理的应对,从而有效遏制事故的发生。

其次,华为智能驾驶系统的普及极大地促进了出行效率的提升。借助V2X(Vehicle to Everything)技术,车辆能够与周围的基础设施实现高效的信息交互,进而实现更为智能的交通流量管理,有效缓解交通拥堵,提升道路使用效率。同时,智能驾驶技术的应用还优化了停车流程,显著减少了寻找停车位所需的时间,进一步提升了城市的整体运行效率。

再者,智能驾驶系统对车辆的行驶路径和能源使用进行了智能优化,从而降低了能源消耗和碳排放。以高速公路为例,ADS系统通过自动巡航、保持最佳车速等功能,有效减少了燃油消耗。展望未来,电动汽车与智能驾驶技术的结合将更为紧密,这种优化效果将更为显著,有助于推动绿色交通目标的实现。

此外,华为智能驾驶系统的推广还带动了整个智能驾驶和汽车产业链的发展。从传感器供应商、计算芯片制造商到软件开发公司,智能驾驶技术的广泛应用催生了巨大的市场需求和发展空间。在此过程中,中国的科技企业和汽车制造商将积累更多的技术和经验,进而提升整个产业链的国际竞争力。

近年来,华为的智驾系统取得了显著进展,从ADS1.0到ADS3.0的迭代升级,充分展现了华为在技术研发、生态构建以及市场应用方面的持续努力。展望未来,随着政策的不断完善、公众接受度的日益提升以及技术的持续迭代,华为智能驾驶系统有望在提升出行安全性、效率以及推动环境可持续性发展方面发挥更为重要的作用。智能驾驶技术的普及不仅是技术创新的重要体现,更是对人类未来出行方式的深刻重塑。

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