无人驾驶 阅读笔记

阅读的书籍:《无人驾驶:人工智能将从颠覆驾驶开始,全面重构人类生活》
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无人驾驶的历史

无人驾驶不是一个新鲜的东西了。早在1939年,IBM就提出了这个概念,并展示了原型机。由于当时技术达不到,一直未能实现。

美国的DARPA是实质推动了这个技术罚站的机构。
DARPA举办了3次无人驾驶比赛,这3次比赛的推动意义非常大,一些新技术也得以应用开来。包括一些传感器硬件、一些无人驾驶软件。
在这些比赛后面,卡内基梅隆大学功不可没。当时比赛的很多主要选手都来自这里。其中的很多参赛成员后来加入google,成为其无人车的主要力量。

无人驾驶进步的技术因素

对无人驾驶由决定性左右的技术有两个方面:
1.硬件技术进步。这个方面包括CPU、雷达、摄像机、声纳、高清数字地图等。由于摩尔定律,硬件性能提升,其价格反而下降,为大面积应用铺开了路;
2.智能控制软件进步。由符号型、自上而下的逻辑驱动的人工智能,进化为自下而上的数据驱动型人工智能。

重点说说第二种情况。
早期的控制软件,是靠程序员对路况信息的全面梳理总结,将一切意外考虑在内。很明显,这种做法无法穷举所有场景。在DARPA举办的一次比赛中,一辆汽车在隧道前停滞不前。由于隧道在路中间,向上看去非常高,软件将其识别为一堵墙。

当时大家想到的最多方法就是这种方法,将地图完整收录到驾驶软件的数据库中,配合GPS等装备,随时获取实时路况。

另一个队伍另辟蹊径。他们在分析训练日志时发现,一群飞鸟从车前飞过,但是软件将其识别为石头。由此,驾驶软件肯定不能穷举所有场景。它们使用实时识别路况场景的人工智能方法来做软件的感知层。这一做法获得了成功。

人工智能的发展历史

无人驾驶软件,从层次上可以分为三层:高层负责决策、规划路线;中层负责将底层传感器采集的数据形成感知;底层负责传感器数据交互。

高层和底层的实现过程,都可以使用预先写好的”if-else”逻辑来实现,都是可以预先规划的。而中层的逻辑比较复杂,需要将不同传感器的数据融合为机器的感知。

无人驾驶中应用人工智能的地方是中层控制部分。

人工智能,学习的是人类的学习过程。神经元、神经网络是人类智能系统的基本组成。

感知器(机)

神经元可以类比一个黑箱。面对不同的输入,它只有两个输出:放电或者不放电。这个就是感知器的原型了。对不同的输入进行分类,并强化或削弱其输出,来达到学习的目的。

神经认知器(机)

多个神经元组成复杂的神经网络。
在早期,历史上所有的神经元网络,以图片识别为例,都是把完整的视觉场景,一次性输入到第一层的神经网络中.事实证明,由于数据量过大,无法得到妥善的处理。

来自日本的科学家福岛对此做了改进,他的改进,起到了非常显著的效果:
1.对图片进行分割,而不是一步到位。第二层的神经元,每个都与若干像素连接在一起,像素之间有轻微重叠。
2.神经元克隆。神经认知机的每一层神经元都是克隆的产物,突触的连接力度相同。这样,即使每一层的连接很多,只要改变很少的几个参数,就可以改变连接力度。
3.由两种类型的神经元来组成网络神经元:S细胞用于特征提取,C细胞用于包容这些特征的变化。不同的神经元交替运用。

深度学习

李飞飞发起的ImageNet图片识别比赛,推动了深度学习算法的进步。
深度学习的特征是使用多层的神经网络。
大多数深度学习框架包含最大池化法(max pooling)单元,与神经认知器的C细胞类似,这个做法提升了稳定性。最后神经网络发现最佳图像特征.

数据的获取和生成

人工智能是引擎的话,数据就是人工智能的燃料。
和普通燃料不同的是,无人车在使用数据的同时,也会生成数据。这些生成的数据,又会共享给其他无人车,来达到良性循环的效果。

周边及其影响

无人驾驶如果得以大面积推广,会有非常大的影响。
这会消灭一些岗位,同时也会带来新的工作岗位。
交通的事故率会大大降低,保险行业甚至要改变投保规则。
新型的零售、娱乐行业也会因此出现。

技术大爆发

某些技术的发展,通常是前期很慢,到了某个临界值后,突然爆发出来。
这个爆发点,是由于一些关键技术取得突破。
比如无人驾驶,由于硬件、软件技术的一些突破性进展,原来处在寒冬中的无人驾驶迎来了春天般的发展。

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