穿梭于虛擬與現(xiàn)實(shí),窺探“軟件定義汽車(chē)”的智能未來(lái)

　　汽車(chē)制造商正在大力投資自動(dòng)駕駛技術(shù),例如,使用仿真和數(shù)字孿生技術(shù),來(lái)訓(xùn)練、測(cè)試和驗(yàn)證在自動(dòng)駕駛汽車(chē)上運(yùn)行的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)。“軟件定義”這一概念不但在改變汽車(chē)的研發(fā),也在重塑汽車(chē)所帶來(lái)的客戶(hù)體驗(yàn)。

　　軟件定義成為移動(dòng)出行領(lǐng)域的未來(lái)趨勢(shì)

　　曾經(jīng),電子設(shè)備的功能是固定且不可更新的,而如今,不管是智能電視,還是智能手機(jī),消費(fèi)者都期待能夠通過(guò)軟件更新,設(shè)備得到升級(jí)。同理,新一代軟件定義汽車(chē)也將從根本上改變汽車(chē)行業(yè)。

　　傳統(tǒng)的汽車(chē)架構(gòu)并未圍繞軟件而設(shè)計(jì),這是因?yàn)樵缙诜植际降?ECU 架構(gòu),因而很難進(jìn)行更新。但未來(lái)的汽車(chē)將擁有一個(gè)集中式的高性能計(jì)算平臺(tái),比如廣泛應(yīng)用于全球汽車(chē)制造商的 Drive Orin,或是預(yù)計(jì)于 2025 年上車(chē)的 Drive Thor,它們能夠運(yùn)行復(fù)雜的軟件堆棧,以同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛、車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)(IVI)等先進(jìn)的智能功能。此外,該計(jì)算系統(tǒng)還必須留出充足的冗余,為目前階段暫未設(shè)想到的應(yīng)用而“未雨綢繆”。

　　( NVIDIA DRIVE Orin )

　　區(qū)別于傳統(tǒng)汽車(chē),軟件定義汽車(chē)可在其整個(gè)生命周期,通過(guò) OTA 無(wú)線(xiàn)更新,為用戶(hù)提供從自動(dòng)駕駛到車(chē)內(nèi)數(shù)字助理等最新功能。傳統(tǒng)汽車(chē)隨著時(shí)間的推移其產(chǎn)品價(jià)值會(huì)有所下降,但軟件定義汽車(chē)在落地第一天僅維持了最基本的水平,其產(chǎn)品功能將在未來(lái)不斷得到升級(jí)與優(yōu)化,因此車(chē)輛的價(jià)值也將持續(xù)提升。

　　軟件定義架構(gòu)開(kāi)拓了新的商業(yè)模式。汽車(chē)制造商不僅可以獲得車(chē)輛銷(xiāo)售時(shí)的“一次性收入”,還可以在汽車(chē)生命周期內(nèi)獲得軟件服務(wù)方面的“持續(xù)性收入”。例如,汽車(chē)制造商在提供新功能時(shí)可選擇免費(fèi)、一次性收費(fèi)、按使用收費(fèi)或訂閱收費(fèi)等多種模式。

　　( NVIDIA DRIVE Thor )

　　在虛擬世界中開(kāi)發(fā)智能汽車(chē)

　　軟件定義汽車(chē)的設(shè)計(jì)是非常耗時(shí)且昂貴的,且需要全球各地團(tuán)隊(duì)投入其中,因此汽車(chē)行業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期往往會(huì)長(zhǎng)達(dá)多年。

　　NVIDIA Omniverse 等可擴(kuò)展的開(kāi)放式平臺(tái)正在通過(guò)新的方式簡(jiǎn)化汽車(chē)設(shè)計(jì)流程、提高工作效率以及生產(chǎn)力。

　　借助 Omniverse,設(shè)計(jì)師和工程師可以緊密合作,進(jìn)行沉浸式、協(xié)作型的設(shè)計(jì)概念討論與測(cè)試,并對(duì)車(chē)輛模型和仿真進(jìn)行高度精準(zhǔn)的評(píng)估。團(tuán)隊(duì)可以在設(shè)計(jì)早期階段發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并對(duì)性能和外觀(guān)等關(guān)鍵因素做出快速?zèng)Q策。

　　另外,通過(guò)在虛擬平臺(tái)上審核車(chē)輛設(shè)計(jì),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)既可以降低成本,又可以加快設(shè)計(jì)和制造流程的進(jìn)度。

　　( 借助 NVIDIA DRIVE Sim 將設(shè)計(jì)和工程制造集成到虛擬工作室 )

　　這項(xiàng)技術(shù)也可用于在虛擬展廳中向潛在客戶(hù)展示最新車(chē)型?？蛻?hù)可以在虛擬環(huán)境中輕松地對(duì)汽車(chē)進(jìn)行配置,并查看如真皮座椅縫線(xiàn),漆面反光等最新設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié),以及“體驗(yàn)”該車(chē)型各種先進(jìn)功能。由于能夠更直觀(guān)地看到效果,客戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)意向?qū)⑦M(jìn)一步提高。

　　自動(dòng)駕駛汽車(chē)的虛擬試驗(yàn)場(chǎng)

　　除了復(fù)雜、全面的設(shè)計(jì)流程之外,自動(dòng)駕駛汽車(chē)在上路前還需要在不同場(chǎng)景中進(jìn)行大規(guī)模的開(kāi)發(fā)和測(cè)試。

　　為了盡可能地保證車(chē)輛及駕乘人員的安全,自動(dòng)駕駛汽車(chē)必須有能力應(yīng)對(duì)道路上的各種突發(fā)情況,例如車(chē)輛緊急制動(dòng)或轉(zhuǎn)向、行人、惡劣的天氣條件等,以及各種由于危險(xiǎn)系數(shù)過(guò)高而無(wú)法在現(xiàn)實(shí)世界中測(cè)試的情況。

　　在真實(shí)環(huán)境中,針對(duì)上述所有情況來(lái)進(jìn)行車(chē)輛測(cè)試幾乎是不可能的,而且道路測(cè)試也缺乏可控性、可重復(fù)性、充分性以及足夠的效率,因此仿真顯得尤為重要。在自動(dòng)駕駛汽車(chē)正式上路前,開(kāi)發(fā)人員可以在虛擬世界中進(jìn)行充分測(cè)試。

　　( 由 Omniverse 賦能的 DRIVE Sim 場(chǎng)景重建 )

　　伴隨近期 AI 領(lǐng)域的技術(shù)突破,開(kāi)發(fā)人員現(xiàn)在可以直接使用現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)構(gòu)建仿真場(chǎng)景,在提高準(zhǔn)確性的同時(shí),節(jié)省寶貴的時(shí)間和金錢(qián)成本。

　　這個(gè)新的 AI 流程被稱(chēng)為神經(jīng)重建引擎(Neural Reconstruction Engine,NRE),它能夠自動(dòng)提取仿真所需的關(guān)鍵組成部分,包括環(huán)境、3D 資產(chǎn)和場(chǎng)景等,然后將這些部分重建成仿真場(chǎng)景。這些場(chǎng)景具有現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)性,還能夠按需操作,并且按照真實(shí)環(huán)境做出反應(yīng)。如果通過(guò)人工來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的細(xì)節(jié)水平和多樣性,不僅成本高,耗時(shí)長(zhǎng),而且無(wú)法擴(kuò)展。

　　( 神經(jīng)重建引擎（NRE）賦能自動(dòng)駕駛仿真 )

　　合成數(shù)據(jù)生成也是加快仿真環(huán)境中自動(dòng)駕駛汽車(chē)開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要手段。除真值數(shù)據(jù)外,所生成的基于物理學(xué)的攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲傳感器數(shù)據(jù),現(xiàn)在也可加入用于訓(xùn)練自動(dòng)駕駛汽車(chē) AI 感知網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)集。

　　使用合成數(shù)據(jù)可以減少時(shí)間和金錢(qián)成本,并始終保持準(zhǔn)確性,還能生成真人無(wú)法標(biāo)記的真值數(shù)據(jù),如深度、速度和被遮擋的物體等。此外,它還能生成罕見(jiàn)場(chǎng)景和危險(xiǎn)場(chǎng)景的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)真實(shí)數(shù)據(jù)加以補(bǔ)充,從而有針對(duì)性地解決自動(dòng)汽車(chē)所面臨的巨大挑戰(zhàn)。

　　通過(guò)使用物理準(zhǔn)確的仿真平臺(tái)生成真值合成數(shù)據(jù),自動(dòng)駕駛汽車(chē)開(kāi)發(fā)者可以提高生產(chǎn)力、效率和測(cè)試覆蓋范圍,進(jìn)而加快產(chǎn)品上市時(shí)間,同時(shí)最大限度地減少在現(xiàn)實(shí)世界中的駕駛測(cè)試。

　　更加安全、智能和個(gè)性化的自動(dòng)駕駛未來(lái)

　　AI 正在變革汽車(chē)行業(yè)。汽車(chē)制造商正在使用仿真平臺(tái)開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛汽車(chē),并采用以軟件為中心的的汽車(chē)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能和其他智能服務(wù)。梅賽德斯·奔馳、捷豹路虎等汽車(chē)制造商計(jì)劃在近期開(kāi)始生產(chǎn)高度自動(dòng)化的軟件定義汽車(chē),消費(fèi)者將很快能夠享受到技術(shù)所帶來(lái)的便利。

　　此外,隨著個(gè)人出行方式變得更加電氣化和自動(dòng)化,汽車(chē)正在變成一個(gè)生活空間。借助 NVIDIA DRIVE 新一代的集中式架構(gòu),DRIVE Concierge 能夠無(wú)縫編排駕駛員信息、座艙和車(chē)載信息娛樂(lè)功能。汽車(chē)制造商可以輕松地自定義和擴(kuò)展其 IVI 產(chǎn)品,為每位乘客帶來(lái)個(gè)性化的體驗(yàn)。

　　( 通過(guò) DRIVE Concierge，車(chē)上每位乘客都能享受到專(zhuān)屬的智能體驗(yàn) )

　　最后,安全性一直是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的重中之重。當(dāng)我們談及駕駛安全的時(shí)候,這意味著我們只有一次機(jī)會(huì)。我們堅(jiān)信自動(dòng)駕駛汽車(chē)將成為新一代的交通工具,因此 NVIDIA 把自動(dòng)駕駛技術(shù)開(kāi)發(fā)作為一項(xiàng)使命,通過(guò)將安全性納入到設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、車(chē)輛運(yùn)行等每一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié),為所有人提供更加安全、便捷和愉悅的駕乘體驗(yàn)。

　　關(guān)于 NVIDIA

　　自1993年成立以來(lái),NVIDIA (NASDAQ: NVDA) 一直是加速計(jì)算領(lǐng)域的先驅(qū)。NVIDIA 1999年發(fā)明的GPU驅(qū)動(dòng)了PC游戲市場(chǎng)的增長(zhǎng),并重新定義了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形,開(kāi)啟了現(xiàn)代AI時(shí)代,推動(dòng)了元宇宙的創(chuàng)建。NVIDIA現(xiàn)在是一家全棧計(jì)算公司,其數(shù)據(jù)中心規(guī)模的產(chǎn)品正在重塑整個(gè)行業(yè)。