NVIDIA 英偉達DRIVE AGX自動駕駛開發(fā)平臺
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NVIDIA DRIVE-自主汽車開發(fā)平臺，NVIDIA英偉達自動駕駛芯片方案AGX
NVIDIA DRIVE ™是NVIDIA旗下一個自動駕駛行業(yè)的端到端平臺，平臺包括車載計算機（DRIVE AGX）和完整的參考架構(gòu)（DRIVE Hyperion™)以及數(shù)據(jù)中心托管仿真（DRIVE Constellation™) 以及深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）訓(xùn)練平臺（DGX™). 這些平臺還包括豐富的軟件開發(fā)工具包（sdk），以加速自動駕駛汽車（AV）的開發(fā)。
NVIDIA DRIVE AGX自動駕駛嵌入式超級計算平臺
The NVIDIA DRIVE™ AGX Developer Kit提供了開發(fā)生產(chǎn)級自主車輛（AV）所需的硬件、軟件和示例應(yīng)用程序。NVIDIA DRIVE AGX系統(tǒng)建立在生產(chǎn)汽車級硅上，具有開放的軟件框架，并擁有大量汽車合作伙伴（包括汽車級傳感器供應(yīng)商、汽車1級供應(yīng)商）可供選擇。
細節(jié)
驅(qū)動器AGX硬件選項
驅(qū)動AGX Xavier™開發(fā)工具包（SKU 2000）：包括兩個Xavier系統(tǒng)芯片（SOC），用于開發(fā)SAE 2/3級自動駕駛應(yīng)用程序
駕駛AGX Pegasus™開發(fā)工具包（SKU 2200）：包括兩個Xavier SOC和兩個NVIDIA Turing™用于開發(fā)robotaxi應(yīng)用程序的GPU
NVIDIA DRIVE AGX XAVIER，NVIDIA英偉達自動駕駛芯片方案AGX
NVIDIA DRIVE AGX Xavier為L2+級高級駕駛員輔助系統(tǒng)和L3級自動駕駛而設(shè)計。其核心是Xavier系統(tǒng)級芯片(SoC),它是一款用于自動駕駛的芯片,也是有史以來最復(fù)雜的系統(tǒng)級芯片。它包含六種不同類型的處理器,可高效運行多種冗余性深度學(xué)習(xí)算法。
DRIVE AGX Xavier™開發(fā)工具包（SKU 2000）：
組件描述詳細信息
基于armv8isa的兩個Xavier soc 8核“Carmel"cpu
深度學(xué)習(xí)加速器（DLA）5個TOP（FP16）| 10個TOP（INT8）
英偉達伏特™-類集成GPU 20 TOPS（INT8）| 1.3 TFLOPS（FP32）
可編程視覺加速器（PVA）1.6 TOPS
圖像信號處理器（ISP）1.5千兆像素/秒
視頻編碼器高達1.2 GPix/s
視頻
內(nèi)存帶寬（256位LPDDR4）136 GB/s
通過16x GMSL（R）端口驅(qū)動AGX系統(tǒng)I/O攝像頭90 Gb/s
通過以太網(wǎng)傳輸?shù)募す饫走_/雷達~50 Gb/s
車輛IO 6 CAN接口
包括配件攝像頭200萬像素RCCB攝像頭，60度視野
車輛線束連接到車輛IO端口
其他電纜將驅(qū)動器AGX系統(tǒng)連接到主機開發(fā)計算機
驅(qū)動軟件驅(qū)動操作系統(tǒng)
預(yù)裝Linux Ubuntu操作系統(tǒng)
QNX選項還提供NVIDIA CUDA®庫，包括TensorRT®（用于訪問深度學(xué)習(xí)硬件加速器）；NVMEDIA（用于訪問用于圖像處理和計算機視覺的硬件加速器）；compute和NVIDIA CUDA工具。
NVIDIA DriveWorks SDK提供了參考應(yīng)用程序、工具和一個全面的模塊庫，這些模塊利用了DRIVE AGX平臺的計算能力。
DRIVE AV提供了可利用DriveWorks SDK進行感知、映射和規(guī)劃的模塊。
DRIVE IX算法用于可視化車輛周圍環(huán)境、基于AI的駕駛員監(jiān)控和車內(nèi)輔助。
NVIDIA DRIVE AGX PEGASUS，NVIDIA英偉達自動駕駛芯片方案AGX
NVIDIA DRIVE AGX Pegasus能在AI感知、定位以及路徑規(guī)劃方面提供強大的處理性能,專為L4級高級自動駕駛、L5級全自動駕駛以及自動駕駛出租車設(shè)計。 該系統(tǒng)由兩個NVIDIA Xavier處理器以及兩個NVIDIA Turing GPU組成,可運行各種冗余的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以確保安全操作。
NVIDIA DRIVE AGX Pegasus™工具包（SKU 2200）：同上，但增加了：
組件描述詳細信息
兩個“圖靈"離散GPU（驅(qū)動AGX Pegasus）圖靈離散GPU（TU104 SXM2）130個TOP（INT8）| 8.1 TFLOP（FP32）通過NVIDIA®NVLink連接到Xavier SoC™（20 GB/s）
離散GPU內(nèi)存帶寬384 GB/s
概述
NVIDIA DRIVE AGX開發(fā)工具包是一個開放的人工智能汽車計算平臺，它使汽車制造商、一級汽車供應(yīng)商和其他開發(fā)人員能夠加快自動化和自主汽車的生產(chǎn)。
該套件附帶NVIDIA DRIVE AGX系統(tǒng)（以下簡稱“系統(tǒng)"），采用兩個NVIDIA®Xavier設(shè)計™主板上的SoC處理器。本文檔提供了基于NVIDIA®Xavier的開發(fā)系統(tǒng)的硬件功能和規(guī)格的詳細信息™建筑。
NVIDIA DRIVE Hyperion Developer Kit
NVIDIA DRIVE Hyperion開發(fā)工具包
NVIDIA DRIVE Hyperion™是NVIDIA L2+自動駕駛解決方案的參考架構(gòu),包括完整的傳感器套件和AI計算平臺,以及用于自動駕駛、駕駛員監(jiān)控和可視化的完整軟件堆棧。DRIVE Hyperion套件可以集成到測試車輛中,使AV開發(fā)人員能夠開發(fā)、評估和驗證AV技術(shù)。借助NVIDIA DRIVE Hyperion,軟件配置用于數(shù)據(jù)采集(各種傳感器),數(shù)據(jù)記錄(使用存儲設(shè)備),可視化(使用車內(nèi)顯示),車輛界面(使用線控驅(qū)動器接口)和軟件更新(使用調(diào)制解調(diào)器)。這讓開發(fā)人員可以使用NVIDIADRIVE應(yīng)用程序和DRIVE軟件進行體驗、評估和開發(fā)。
英偉達驅(qū)動Hyperion™是NVIDIA 2+級自主解決方案的參考架構(gòu)，包括完整的傳感器套件和AI計算平臺，以及用于自動駕駛、駕駛員監(jiān)控和可視化的完整軟件堆棧。DRIVE-Hyperion開發(fā)工具包可以集成到測試車輛中，使AV開發(fā)人員能夠開發(fā)、評估和驗證AV技術(shù)。軟件更新為使用NVIDIA DRIVE OTA“空中傳送"更新基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)來驅(qū)動Hyperion。
DRIVE Hyperion設(shè)計用于：
-自主汽車（AV）開發(fā)商專注于2+級以上的自主性。NVIDIA英偉達自動駕駛芯片方案AGX
它適用于以下目標：
-DRIVE AV評估
-DRIVE IX評估
-AV自動駕駛汽車感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)采集
-地圖數(shù)據(jù)采集
-道路測試
這一切是如何結(jié)合在一起的
通過DRIVE Hyperion，軟件配置用于數(shù)據(jù)采集（各種傳感器）、數(shù)據(jù)記錄（使用存儲設(shè)備）、可視化（使用車內(nèi)顯示）、車輛界面（使用線控接口）和軟件更新（使用調(diào)制解調(diào)器）。這使得開發(fā)人員可以體驗、評估和使用NVIDIA驅(qū)動器應(yīng)用程序和驅(qū)動器軟件進行開發(fā)。
傳感器布局
DRIVE-Hyperion開發(fā)工具包具有特定類型和配置的傳感器，以支持2+級自治和更高級別的應(yīng)用程序開發(fā)。
7x外部攝像頭（Sekonix/On Semi AR0231）
-2x前置攝像頭（120 FOV和60 FOV），用于歐洲NCAP安全和基本L2功能
-3x側(cè)面（120 FOV）和后置攝像頭（60 FOV），用于高級公路L2+功能
-2x用于城市發(fā)展的交叉交通（120 FOV）攝像頭
1x用于駕駛員監(jiān)控功能的車內(nèi)（55 FOV）攝像頭（在Semi AR0144上）
8x雷達（大陸ARS430）
-1x前置中心雷達，用于基本L2功能
-4x轉(zhuǎn)角雷達，用于高級公路L2+功能
-1x后雷達，用于高速自動換道
-2x城市發(fā)展交叉交通雷達
1x用于慣性測量裝置的自動校準
NVIDIA DRIVE Constellation
NVIDIA DRIVE Constellation
DRIVE Constellation是一款由兩個并排服務(wù)器組成的自動駕駛車輛仿真平臺。其中一臺服務(wù)器DRIVE Constellation Simulator使用NVIDIAGPU運行 DRIVE Sim軟件,用以生成在虛擬世界中車輛行駛的傳感器結(jié)果。另外一臺服務(wù)器DRIVE Constellation Vehicle搭載了DRIVE AGX Pegasus AI汽車計算機,用來處理仿真的傳感器數(shù)據(jù)。這款基于云端的平臺可使汽車在虛擬世界中駕駛數(shù)十億英里。
NVIDIA DRIVE Constellation™是一個基于云的虛擬現(xiàn)實仿真平臺，旨在支持自主汽車的開發(fā)和驗證。
該平臺是一個數(shù)據(jù)中心解決方案，由兩個并排的服務(wù)器組成：
臺服務(wù)器，NVIDIA DRIVE Constellation Simulator模擬器，使用NVIDIA GPUs運行驅(qū)動器模擬軟件模擬虛擬世界。模擬器產(chǎn)生傳感器輸出從虛擬世界中的虛擬汽車駕駛。
第二臺服務(wù)器，NVIDIA DRIVE Constellation Vehicle，包含驅(qū)動AGX Pegasus AI汽車計算機運行完整的AV軟件堆棧，以處理模擬傳感器數(shù)據(jù)。
DRIVE Constellation Vehicle的駕駛決策反饋到DRIVE Constellation Simulator中，實現(xiàn)位精度的硬件在環(huán)測試。
DRIVE Constellation優(yōu)勢，NVIDIA英偉達自動駕駛芯片方案AGX
-可擴展解決方案：DRIVE Constellatio是一個可擴展的平臺。它被設(shè)計成可以在數(shù)據(jù)中心大規(guī)模部署。這一規(guī)模將允許數(shù)百萬英里的測試和驗證。在云中部署的Constellations vehicles越多，我們每年可以行駛的里程就越多
-保真度：DRIVE Constellation simulation platform駕駛星座仿真平臺是真實世界中確的自主汽車表現(xiàn)形式。它有點準確，計時準確
-模擬罕見和困難條件：有了控制交通和測試環(huán)境的能力，開發(fā)人員可以在不危及實際車輛和車輛乘員的情況下，鉆研特別罕見和困難的條件。這些包括天氣，困難的照明，以及來自周圍車輛的危險操作
-基于場景的測試：駕駛星座使車輛能夠不斷地遇到學(xué)習(xí)時刻，并反復(fù)測試，而不是駕駛數(shù)千英里等待新的和重要的交通狀況
-模擬中的測試是可重復(fù)的，并且集中于在現(xiàn)實世界中很少出現(xiàn)且難以重現(xiàn)的關(guān)鍵案例。在模擬中駕駛一英里比在實際的高速公路上行駛幾百英里能產(chǎn)生更多的體驗。
自動駕駛汽車應(yīng)用開發(fā)從DRIVE-AGX開發(fā)平臺開始，然后對DRIVE Constellation的軟件算法進行驗證。經(jīng)過充分的驗證后，該軟件被部署用于使用DRIVE-Hyperion參考體系結(jié)構(gòu)的道路測試。此過程將重復(fù)多次以提高性能。
DRIVE Constellation 結(jié)構(gòu)
NVIDIA DRIVE Constellation組件：
DRIVE-Sim是一種仿真軟件，它為虛擬測試提供了豐富的三維環(huán)境。當(dāng)車輛在DRIVE-Sim中進行測試時，將為攝像機、雷達、激光雷達等生成傳感器數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到被測的AV軟件堆棧中。然后，AV堆棧返回控制信號，在sim卡中操作虛擬車輛。DRIVE-Sim是一個開放式平臺，它允許為車輛動態(tài)、傳感器模型、場景等插入定制組件。
DRIVE Constellation模擬器是一個功能強大的GPU服務(wù)器，它能夠運行DRIVE-Sim并為多個傳感器實時生成精確定時的數(shù)據(jù)。在駕駛星座模擬器上生成的數(shù)據(jù)被發(fā)送到在駕駛星座車的AV硬件上運行的AV軟件。
DRIVE Constellation Vehicle是一個數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，包含車內(nèi)AV硬件和AV軟件。它與驅(qū)動器星座模擬器共享高速數(shù)據(jù)連接，以低延遲接收所有生成的數(shù)據(jù)。兩個系統(tǒng)之間的時間是嚴格控制的
幾十年前，英偉達發(fā)明了GPU，引發(fā)了一場計算機時代。這項核心技術(shù)誕生于游戲?qū)I(yè)可視化行業(yè)，現(xiàn)在已經(jīng)在高性能和加速以及人工智能（AI）領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了飛躍。當(dāng)我們擴展我們的系統(tǒng)和產(chǎn)品在機器人、醫(yī)療、醫(yī)療、航天和娛樂領(lǐng)域都面臨著新的挑戰(zhàn)。英偉達現(xiàn)在正在將我們未來的計算性能和能源效率應(yīng)用于運輸行業(yè)，幫助世界各地的汽車制造商實現(xiàn)
安全可靠的自動駕駛汽車。汽車正在改變運輸業(yè)。它們通過大幅度減少與車輛相關(guān)的事故、降低交通能耗、提高生產(chǎn)率以及為無法駕駛的人提供機動性，從而拯救了生命。英偉達與世界各地的汽車制造商、供應(yīng)商、傳感器測繪公司和初創(chuàng)企業(yè)合作，共同開發(fā)的移動新世界。我們提供的系統(tǒng)架構(gòu)，人工智能硬件和核心軟件，以建立所有類型的自動汽車和卡車，自主的穿梭機和機器人。NVIDIA驅(qū)動器™，我們的高度可擴展平臺，可以實現(xiàn)汽車工程師協(xié)會（SAE）定義的所有級別的駕駛。這些高級駕駛員輔助系統(tǒng)功能（SAE 2級：駕駛員輔助）自動駕駛出租車（SAE 5級：全自動）。自主駕駛的計算要求比當(dāng)今生產(chǎn)中的車輛容易得多。與NVIDIA合作伙伴實現(xiàn)了安全性的提高，實時運行各種冗余算法的復(fù)雜軟件。在開發(fā)過程中，我們創(chuàng)建了一個單一的可擴展體系結(jié)構(gòu)，在保留體系結(jié)構(gòu)的同時，通過附加的硬件和軟件提高了自治性。同樣的策略也適用于安全。我們的架構(gòu)豐富了系統(tǒng)的元素，以不斷提高安全性。
自動駕駛汽車的好處
美國2016年收集的數(shù)據(jù)凸顯了自動駕駛解決方案的迫切需要。道路死亡人數(shù)比前一年增加了5.6%，比過去50年的任何一年都要多。美國國家公路交通安全管理局估計94%的交通事故是由人為錯誤引起的，包括分心駕駛、昏昏欲睡、超速行駛和酒精中毒。
幸運的是，增加或替代駕駛員的技術(shù)可以減輕絕大多數(shù)此類事故。它還可以大大減少通勤者每年在交通中浪費的小時數(shù)（目前平均為42小時），以及因交通擁堵而損失的1600億美元4。此外，自動駕駛帶來了更高效的交通模式，因此可以減少運輸業(yè)造成的空氣污染量，2016年估計占美國溫室氣體排放總量的28%。計算實現(xiàn)更高的安全性NVIDIA地提供了高性能計算所需的冗余傳感器，不同的算法，和額外的診斷，以支持更安全的操作。我們?yōu)槠嚺鋫淞硕喾N冗余傳感器，用于傳感器融合。然后，多個不同的人工智能深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和算法的感知，地圖定位，和路徑
規(guī)劃運行在集成的GPU、CPU、深度學(xué)習(xí)加速器（DLA）和可編程視覺加速器（PVA）的組合上，以實現(xiàn)盡可能安全的駕駛。英偉達已經(jīng)創(chuàng)造了必要的技術(shù)，以建立健全的，端到端系統(tǒng)的研究，開發(fā)和部署自動駕駛車輛。我們提供一系列的硬件和軟件解決方案，從強大的GPU和服務(wù)器到完整的人工智能培訓(xùn)基礎(chǔ)設(shè)施和車載自動駕駛超級計算機。我們還支持學(xué)術(shù)研究和早期開發(fā)人員，與數(shù)十所大學(xué)合作，并在我們的深度學(xué)習(xí)學(xué)院教授人工智能開發(fā)課程。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)時，我們將其轉(zhuǎn)化為機遇并制定解決方案。本報告概述了NVIDIA的自主車輛技術(shù)，以及我們在安全架構(gòu)、共同設(shè)計的硬件和軟件、設(shè)計工具、方法和實踐方面的貢獻如何使可靠性和安全性達到。
