点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:平行视觉:让汽车拥有一双“慧眼”
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

平行视觉:让汽车拥有一双“慧眼”

来源:《中国科学报》2021-02-18 09:40

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  无人驾驶进入汽车领域以来,一直无法消除汽车上安装辅助系统对道路障碍的识别盲区。

  2005年,中国科学院自动化所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞跃提出平行驾驶的概念。这一概念针对自动驾驶构建其社会—信息—物理系统模型,从人与车、车与环境、人与车与环境等多个不同层次考虑自动驾驶的实现,并独特性地提出使用云端驾驶与地面端驾驶“平行”的方式,指导无人车实现智能驾驶,为未来无人驾驶指明了一种新的实现途径。

  日前,王飞跃带领团队在《中国图像图形学报》发表了一篇关于平行视觉感知技术的文章,提出将人工社会(Artificial societies)、计算实验(Computational experiments)和平行执行(Parallel execution)构成的ACP方法引入智能驾驶的视觉感知领域,解决了视觉模型合理训练和评估问题,有助于智能驾驶进一步走向实际应用。

  视觉感知努力向人眼看齐

  与依靠后视镜作为辅助的早期汽车相比,现代汽车早已经被摄像头、毫米波雷达、超声波雷达以及激光雷达等负责感知的智能传感器“武装”起来。“相比于雷达,视觉感知的智能之处体现在纹理信息提取和分辨率上。”王飞跃在接受《中国科学报》采访时解释道。智能驾驶需要对复杂的交通环境进行准确感知,其中就包括对交通标志、车道线等进行识别,这些交通要素的识别严重依赖色彩信息,而视觉感知可以有效地实现对这些目标的识别和判断,目前的雷达技术则无法做到。

  不仅如此,“视觉感知提取的纹理信息还能够对同一类别的不同实例进行区分,有助于完成复杂环境下的目标跟踪、轨迹预测等任务。”王飞跃表示。此外,视觉感知能够以较低成本构建高分辨率图像,因此即使是对远处目标和较小目标,视觉感知方案依然能够保证有较多的信息来对其进行识别,从而大大提升车辆对环境的智慧感知能力。

  论文结果显示,目标检测的训练阶段虚实混合数据最高精度可达60.9%,同时精度受到环境与困难程度的影响。

  “尽管我们认为在智能驾驶中视觉感知可以类比为人眼的一部分,它可以像人眼一样获取外界的视觉信息,但是目前还无法做到像人类强大视觉系统一样进行推理。”王飞跃坦言。为此,他举了个例子,比如在复杂城市道路环境中的交叉路口或者人行道上,人类可以根据当前环境推理其他车辆或者行人意图,并可以与其他车辆或者行人交互并根据情况礼让,而这一点,目前的视觉感知系统无法做到。“因为视觉感知是通过车载摄像头或雷达对自动驾驶汽车周围环境数据进行收集,利用计算机视觉为代表的深度学习技术,对收集到的数据进行图像识别、图像分类,并对有价值的信息进行检测、跟踪,将其处理成自动驾驶系统能够读懂的语言,进而为控制决策系统提供依据。”

  视觉感知是智能驾驶核心

  在这项研究中,研究人员将视觉感知应用到“长尾场景”中。该场景主要涉及日常驾驶中出现概率极低、很少遇到的复杂挑战场景,如极端恶劣天气、突发交通事故、突然出现的行人等。

  “由于长尾场景发生概率极低且危险系数高,往往难以采集到相应数据来训练和测试视觉模型,导致目前基于深度学习的视觉算法没有经过充分测试,只在简单的受约束环境下有效。一旦运用到实际复杂开放的交通环境中,算法很容易失败。”王飞跃说,因此,研究人员希望用平行视觉来解决这一问题,目标是实现一种“长尾常规化”模式,通过人工虚拟场景来仿真模拟复杂的实际场景,利用计算实验进行视觉模型的训练与评估,最后借助虚实互动的平行执行实现视觉模型的在线优化。

  “这个过程反复闭环迭代,我们希望实现视觉系统对复杂环境的智能感知与理解,让视觉感知真正走向实际应用。”王飞跃表示。

  智能驾驶中的“马粪”问题

  早在2005年,王飞跃就提出了平行驾驶的概念。为了解释这一概念,他曾在一次演讲中以马车举例。上世纪末,马作为主要的交通工具,随之而来的却是无法分解的马粪。这一问题困扰了人们很多年,甚至有专门的国际会议来研究当时面临的“马粪危机”。

  汽车的到来,成功地消除了马粪的问题。而在人工智能时代,即便给车辆安装高线束激光雷达等传感器感知,配上“足够算力”的计算单元,优化算法,将汽车改装成繁杂的智能体,仍无法避免无人车在长久时间内不出现事故。“这就像是这个时代人类面临的马粪问题。”王飞跃说,“有人驾驶、远程控制、网络车和无人车需要统一起来,成为平行驾驶,根除无人驾驶的‘马粪问题’。如果一定要将这几种因素分开,恐怕就是用马车技术解决马粪问题。”

  在平行驾驶中,视觉感知作为基础环节,处于智能驾驶车辆与外界环境信息交互的关键位置。王飞跃认为,其关键在于使智能驾驶车辆更好地模拟人类驾驶员的感知能力,从而理解自身和周边的驾驶态势。而随着自动驾驶中人为干预度的不断减小,视觉感知获取环境信息的全面性、准确性和高效性要求越来越高,其始终属于智能驾驶的核心部分。

  他同时解释道,当前视觉感知依赖相机系统实现对环境的感知,在实际任务中会产生大量冗余的数据,从而导致计算复杂度和存储负担的增加、计算效率降低。“平行视觉则更加主动,基于描述学习构建软件定义的具有可控性的人工场景、基于预测学习完成人工场景中的计算实验、基于平行执行实现虚实互动,以解决虚拟与现实差异性问题。”

  目前,王飞跃团队采用Agent建模方法,模拟北京中关村区域和常熟智能车测试区域,在图形学工作站上建立人工场景,设计丰富典型的环境条件和目标运动,生成大量带详细标注信息的图像视频数据集。同时,部分研究工作采用生成式对抗网络聚焦于虚实交互过程中存在的领域迁移等问题,并生成了具有真实驾驶场景纹理和细节的合成图像。“现在,视觉感知已经从道路感知逐步向环境认知方向发展。它已成功应用于识别交通信号、道路标志和标线等静态环境信息,以及行人、车辆和其他移动的障碍物。接下来,将会进一步理解道路目标之间的交互关系和逻辑,进行意图分析、预测和决策,有效提升无人驾驶车辆的智能认知能力。”王飞跃说,“随着深度学习技术的进步和推广应用,对车载感知计算平台的性能有了更高要求,将来会在保证算力的情况下降低计算成本。”

  “上述成果让我们有信心布局平行视觉方法在中国智能车未来挑战赛上的应用。平行视觉是平行智能体系的重要一环,结合平行驾驶、平行测试和平行学习等重要理论研究,智能车先在人工世界试开,‘要在人工世界吃多堑,物理世界长多智’。”王飞跃有信心地表示。(袁一雪)

[ 责编:张梦凡 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • “小饭碗”装着“大民生”

  • 我国成功发射探源计划探路者卫星

独家策划

推荐阅读
绿色算力既是数字基础设施建设的重要方向,也是清洁能源优势转化为发展动能的现实路径。当前,人工智能技术加快迭代,算力在科技创新和产业升级中的基础作用日益凸显,持续增长的计算需求对电力保障能力和能源利用效率提出了更高要求。
2026-11-12 01:30
把两根绳子接起来量一量,总长就出来了,不必先把两段长度换算成数字再相加。模拟计算走的是这条路:不把问题拆成一条条指令,而是让物理规律直接给出结果。北京大学人工智能研究院孙仲团队牵头,联合意大利米兰理工大学、IBM苏黎世研究院和美国一家公司的研究人员,为正在升温的模拟计算研究提出“现代模拟计算”统一框架。相关论文于近日发表。
2026-11-12 01:30
眼下,重庆市彭水苗族土家族自治县的红薯正值采挖时节,一辆辆轻型卡车在通往种植基地的“产业路”上穿梭,将收获的鲜薯运送到县工业园的重庆乐薯农业有限公司,经过严格的品质检测、清洁和一系列加工程序后,便成了人们常见的红薯淀粉。
2026-11-12 02:05
11月10日,记者从山东省泰安市人民政府新闻办举行的发布会获悉,泰安将科学有序、免费开放部分泰山景区等场地,为国内外机器人企业、科研机构提供实景训练测试条件,同时统筹做好场景供需对接、数据算力支撑、落地服务保障等,推动泰安新型工业化强市建设。
2026-11-12 02:05
当前,全球新一轮科技革命和产业变革加速演进,以生成式人工智能为代表的通用目的技术正从生产端加速向消费端传导。餐饮住宿、文旅出行、养老照护、教育培训、家政美容等服务消费,直接关系到千家万户的日常生活品质。推动人工智能在服务领域深度应用,让前沿技术成果惠及更多消费者,已成为各国促进消费、提升服务业竞争力的共同关注点。
2026-11-12 02:15
全透明光伏发电玻璃可使玻璃幕墙建筑成为分布式光伏电站;新一代柔性太阳能电池阵,能为中国空间站提供电力保障。下一步,我们要高水平推进“中国碳谷”建设,形成创新合力,打通基础研究、技术攻关、产业孵化和品牌塑造全链条。
2026-11-11 09:27
国家卫生健康委、国家医保局、国家中医药局、国家疾控局共同制定印发《关于进一步做好创新药安全合理配备使用工作的通知》,满足群众多元化用药需求,提高疾病治疗效果,保障医疗质量安全。
2026-11-11 01:45
培育和发展新质生产力急需高质量创新人才。高校的独特之处,在于教育、科技、人才要素集聚,它处在科技第一生产力、人才第一资源、创新第一动力的结合点上,也承担着将三者统合起来的制度功能。
2026-11-11 01:45
与其说是AI解出了难题,不如说是人类在AI的协助下拓展了边界。这带来的不仅是解题速度的提升,更是一场深刻的科研范式之变。
2026-11-11 01:45
主动对接国家西部战略和甘肃现代产业体系建设
2026-11-11 01:45
“把技术真正用到生产线上,把产品的附加值提上去,为三峡库区的发展出一份力。”11月7日,重庆三峡医药高等专科学校青年教师黎春红,在重庆国际人才交流大会第四届重庆三峡人才节开幕式上的发言,道出了扎根库区青年人才的共同心声。
2026-11-11 01:45
2026文化科技产业发展论坛9日在湖南长沙开幕,在论坛现场,2026文化科技融合十大典型案例以及20个创新案例发布。
2026-11-10 01:40
访客随手拿起一张,掏出手机或用现场扫码器扫一扫二维码,技术亮点、应用场景、项目负责人信息等全部跃然眼前。厚重的专利卷宗、深奥的学术论文,就这样化作产业人士可以快速读懂的内容。
2026-11-10 01:40
镜头这边,是华东政法大学研支团的黄祖维、常秩豪、杨朗;镜头那头,是云南普洱景东华政附属三合麦地小学的小学生,和新疆喀什巴楚县第二中学的初高中生。500多个孩子,隔着屏幕看进博。这是华政研支团连续第五年开展“云端看进博”,3位讲师刚结束一年支教,曾站在这两处山乡讲台,如今是进博会的“小叶子”。
2026-11-10 02:00
事实上,这并不是镜片行业一次偶然的“乱”。这背后,是标准的缺失与监管模糊地带的长久存在。眼镜虽小,却关乎几亿人的明亮“视”界。近视防控镜片行业信任的“标尺”,不仅应尽快立起来,更要立得牢。
2026-11-10 01:40
那时,一封薄薄的书信从江苏昆山寄到钱七虎手中,寄信人叫李珍珍,一个还在读中学的女孩。她不是钱七虎的亲孙女,而是他在家乡昆山资助的第一个孩子。
2026-11-10 01:40
11月10日,第九届进博会将落下帷幕。25年前的11月10日,多哈的一声木槌宣告中国加入世界贸易组织。25年前,中国拥抱世界市场;25年后,世界共享中国市场。这个特殊的日子,标注出中国与世界关系的深刻变迁。
2026-11-10 02:00
美国国家航空航天局(NASA)近日确认,“尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台”(以下简称“雨燕”)已于美国东部时间11月4日7时39分(北京时间4日20时39分),在印度尼西亚北苏门答腊地区上空再入地球大气层。NASA表示,10月20日,“雨燕”的轨道高度已下降至约275公里,无法再稳定维持科学观测所需的姿态,任务团队随后结束了其运行。
2026-11-09 10:11
携程研究院分析师方泽茜也用“花香自有蝶飞来”作出注解——入境“科技游”火热,正是中国制造与科技创新能力向外溢出,落到旅游消费的直接体现。在方泽茜看来,“科技游”为青少年搭建起连接知识与兴趣的桥梁,“社交打卡+文化沉浸”的科技场景,精准契合他们的偏好。
2026-11-09 10:11
大型邮轮被誉为造船工业“皇冠上的明珠”。继2023年11月“爱达·魔都号”华丽亮相,11月6日,第二艘国产大型邮轮“爱达·花城号”在上海交付,船型体量更大,配套设备更先进,船体也更加秀美。
2026-11-09 10:11
加载更多