自动驾驶汽车构建 3D 地图所需数据的系统存在哪些挑战

为了使自动驾驶汽车进入下一个进化阶段，车辆必须对必须安全通过的环境有更全面的了解。

特别是，为了准确、安全地到达目的地，车辆需要了解可用的路线。目前的技术使用沿路放置的标志来帮助引导车辆。

虽然它对于许多路由预先确定和固定的应用程序非常有用，但这种方法是有限的。车辆必须遵循规定的路线。如果存在诸如道路关闭等问题，则车辆通过替代路线避免问题的选择是有限的。也许最重要的是，考虑到部署基于道路的传感器的成本，车辆可以独立行驶的目的地数量有限。

车辆有许多摄像头和各种距离传感器，如基于激光雷达的ADS7800JP传感器。这些相机主要是先进的驾驶辅助系统（ADAS）提供有关车辆周围可能移动的物体的信息。ADAS可以执行很多任务，比如在司机倒车时，如果有人或另一辆车在车后，提醒司机。

然而，车辆上的摄像头不能提供实时自动驾驶所需的所有信息。然而，通过访问准备好的环境3D地图，车辆可以通过更好地评估其他车辆的运动，简化路线处理，支持自适应路由，提高安全性。ADAS无论交通是否繁忙，都能感知到即将到来的十字路口，更好地预测其他车辆如何改变车道或转弯，对资源的实时处理影响最小。

构建3D地图的挑战

3D地图之所以对自动驾驶汽车有用，其中一个原因是它减少了车辆实时构建自己地图的需求。3D地图非常计算密集，使用预建3D地图可以有效地从自动驾驶汽车中卸载这项任务。3D当地图可用时，车辆可以专注于识别和跟踪环境中的物体，而不必先确定环境的范围，以便以后识别环境中的物体。

构建3D地图要求地图车辆通过该区域绘制和捕获对自动驾驶汽车至关重要的数据。然后，原始视频数据将被处理为ADAS格式更容易使用。

一个设计可以捕获建筑3D地图所需数据的系统存在许多挑战：

1.需要实时视频捕获。今天市场上最快的PoE相机需要10个GigE存储视频的接口不会丢失数据。

2.多个相机必须同时拍摄。3D用于测绘和收集数据的车辆必须从多个角度收集视频，以准确表示捕获区域。

3.需要高性能计算平台。除了捕获和存储视频数据外，系统还必须完成许多任务，包括3D设置映射模型SLAM处理。

4.车内空间有限。3D车辆必须能够安装地图捕获系统。

5.源必须优化。3D测绘系统必须根据车载操作进行优化。这包括保持低功率要求，以及保护系统免受车辆点火激活时浪涌等事件的影响。

6.恶劣的操作环境需要牢固实施。汽车是一个恶劣的操作环境。.振动和突然启动/停止等因素可能导致接口和电路板意外断开连接，从而中断处理。

7.系统必须易于设置。简于设置，简化车辆操作.最大限度地减少人为错误的机会，确保可靠的数据收集。

3D图：案例研究

日本软件初创公司和Vecow接触，希望构建一个3D地图系统支持自动驾驶汽车的广泛应用，包括自动驾驶汽车.乘用车ADAS.高尔夫球车.AMR.AGV和无人机。Vecow与软件公司合作，构建定制的实时计算系统，将提供克服和3D地图捕获相关挑战所需的功能。ECX-2400PEG+双PE-7004MX。

ECX-2400 PEG基于 10 级工作站构建千新一代英特尔?至强?/酷睿? i9-10900E 处理器 （CML） AI 计算系统，配备 NVIDIA? Tesla?/Quadro?/GeForce? 显卡。i9-10900E 使用带有 10 核 CPU 的英特尔 W480E 芯片组，以支持高性能计算和多个 5G/Wi-Fi 6/4G/3G/LTE/GPRS/UMTS 接口，以实现高速无线数据传输。10 核处理器可轻松处理 20 个计算线程，支持在 3D 映射模型设置和 SLAM 处理的同时从多个来源实时捕获视频。

PE-7004MX通过英特尔? X550-AT2 4 端口 X 编码 M12 10GigE IEEE 802.3at PoE+ 扩展卡和 PCI Express x8 为 ECX-2400 PEG 提供强大的接口功能。它还提供高达 25.5W 的功率输出，每个端口 48V DC 具有 PoE+ 开/关控制。多个 10G USB 接口可用于高速数据传输到四个支持 RAID 0、1、5 和 10 的前置可锁定 SSD 托盘，以实现智能数据保护。两个 PE-7004MX 可以串联使用，以增加可用的 PoE+ 端口数量，以支持具有多达 8 个同步视频源的映射系统。

ECX-2400 PEG 和 PE-7004MX 共同简化了视频捕获，只需减少系统设置工作量即可提高性能可靠性，而无需额外的电源连接。此外，该系统还具有灵活的定制扩展功能，以满足不同的项目需求，包括双 PCIe x16 扩展插槽、双 M.2 插槽和用于定制功能的双迷你 PCIe。

为了适应车辆的空间限制，该系统在市场上提供了八个X码M1210GigEPoE最紧凑的端口解决方案。这是通过Vecow实现了工程专家的定制设计。在相同的设计下，系统设计得非常牢固，以确保在恶劣的车辆运行环境中的可靠性。PE-7004MX都有固定的X码M12连接.用于双10GPoE+卡的转接卡.带定制I/O双倍计算机机箱PCIe优化机械设计的扩展卡。此外，所有部件的额定工作温度范围(-25 至 60°C）。

最后，构建整个系统，优化车载计算的功耗。ECX-2400PEG提供直流12V至50V电源输入范围宽，80V浪涌保护。它还提供软件点火控制，以确保车内系统的可靠运行。

ECX-2400PEG和PE-7004MX等解决方案对自动驾驶汽车技术的进步非常重要。在耐用实时的帮助下AI实时构建计算系统3D地图，OEM它将能够扩展自动驾驶汽车的功能，将其从基于道路的标志中解放出来，使其能够在世界各地的所有道路上安全可靠地行驶。