人工智慧在自動駕駛車的作用

作者 : Anton Hristozov，軟體工程師/研究員
2020-10-12

自動駕駛車輛(autonomous vehicles)在農業、交通運輸和軍事等領域開始成為一種現實，很快地我們也將會看到它應用於一般消費者的日常生活中。

自動駕駛車輛根據感測器資訊和人工智慧(Artificial Intelligence；AI)演算法來執行一些必要的操作，因而需要收集資料、規劃並執行行駛路線。而這些任務，尤其是規劃和執行行駛路線需要非傳統的編程方法，這就有賴於AI中的機器學習(Machine Learning；ML)技術。

自動駕駛車輛仍有許多任務面臨巨大的挑戰，必須採用更先進縝密的方法來解決。取代人類的認知和運動能力並不是一件容易的事情，還需要持續多年的努力。AI還必須解決各種不同的任務，才能夠實現安全和可靠的自動駕駛。

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本文將介紹讓自動駕駛車得以實現的AI應用，並提出其所面對的挑戰以及至今取得的成就，另外也探討了相較於傳統軟體的AI本質差異。在後續的文章中將進一步討論在自動駕駛領域進行開發、測試和部署AI技術的特定挑戰。

自動駕駛車的AI分析

自動駕駛車是汽車產業中成長最快速的領域，而AI則是自動駕駛車中最重要和最複雜的組成部份。圖1所示為典型的自動駕駛車組成。

自動駕駛車對於傳送即時數據的感測器數量，以及對數據進行智慧處理的需求可能會非常龐大。而AI主要被用於現代汽車的中央單元以及多個電子控制單元(ECU)中。

由於AI已在機器人等眾多領域中得到應用，它自然成為自動駕駛的首選技術。結合AI和感知等技術承諾可提供更安全、更具確定性的行為，從而帶來燃油效率、舒適性和便利性等優勢。

開發像自動駕駛車這樣複雜的AI系統面臨諸多挑戰。AI必須與多種感測器互動，並即時使用數據。許多AI演算法都是運算密集的工作負載，因此很難搭配使用記憶體和速度受限的CPU。現代車輛是一種即時系統，必須在時域中產生確定性結果，這關係到駕駛車輛的安全性。諸如此類的複雜分佈式系統需要大量的內部通訊，但這些內部通訊通常易於造成延遲，從而干擾AI演算法做出決策。此外，汽車中執行的軟體還存在功耗問題。運算越密集的AI演算法消耗功率也越多，尤其是對僅依靠電池充電的電動車(EV)而言，這會是一大問題。

在自動駕駛車中，AI用於執行多項重要任務。其主要任務之一是路徑規劃，即車輛的導航系統。AI的另一項重要任務是與感測系統互動，並解讀來自感測器的數據。

很顯然地，提供一套完整的解決方案來取代人類操控駕車的是一項艱鉅的任務。因此，製造商們開始將問題劃分為更小的部份，並逐一地解決，以期透過小幅進展最終實現完全的自動駕駛。業界一直不乏新創公司或具顛覆性的公司試圖解決所有的自動駕駛問題，並曾誓言要在2020年實現完全自動駕駛車上路。如今看來，現實顯然更複雜得多了，AI本質上存在的一些問題帶來了很多障礙。

隨著AI的發展與完善，我們將越來越接近具有安全且自主行駛的交通運輸願景。在那之前，我們必須展開長時間的開發與測試，而最終是否採用則取決於消費者的信心以及市場驅動力。儘管比預期費時更長，但一切終會發生。

需求與要求已經出現了，技術也幾近完備。其實際應用可能或快或慢，這完全取決於法規要求。分階段實施是可行之道，從比較簡單和更具確定性的用例開始，例如先在已知環境中導入自動駕駛。如果僅在具有較少未知的特定條件下行駛自動駕駛車，則可以充份緩解所使用的演算法壓力。

自駕車中的AI應用

感測器數據處理

自動駕駛車輛在運行期間，無數的感測器為車輛的中央電腦提供了數據，包括道路資訊、道路上出現的其他車輛資訊，以及如同人類感知般地偵測到任何障礙物的資訊。有些感測器甚至可以提供比普通人更好的感知能力，但要做到這一點就需要智慧演算法，用於理解即時產生的數據串流。

智慧演算法的主要任務之一是檢測並辨識車輛前方和周圍的物體。人工神經網路(ANN)是用於該任務的典型演算法，也稱為深度學習，因為神經網路包含許多層級，而每個層級又包含許多節點。圖2顯示了這種深度神經網路，不過在實際的神經網路中，其節點數和層數可能更多。

為了分類物體，視訊輸入分析採用機器學習演算法以及最可行的神經網路。由於我們有多個不同類型的感測器，因而必須為每個感測器配備專用的硬體/軟體模組。這種方法允許平行處理數據，因此可以更快做出決策。每個感測器單元都可以利用不同的AI演算法，然後將其結果傳達給其它單元或中央處理電腦。

路徑規劃

路徑規劃對於最佳化車輛行駛軌跡並產生更好的交通模式非常重要。它有助於降低延遲並避免道路擁堵。對於AI演算法來說，規劃也是一項非常適合它的任務。因為這是一項動態任務，可以考慮到很多因素，並在執行路徑時解決最佳化問題。路徑規劃的定義如下：「路徑規劃讓自動駕駛車輛能夠找到從A點到B點之間最安全、最便捷、最經濟的路線，它利用以往的駕駛經驗協助AI系統在未來作出更準確的決策。」

路徑執行

路徑規劃好之後，車輛就可以透過檢測物體、行人、自行車和交通號誌來掌握道路狀況，透過導航到達目的地。目標檢測演算法是AI社群的主要關注點，因為它能夠實現仿人類行為。而當道路情況不同或天氣條件變化時，挑戰就來了。許多測試車輛發生事故都是由於模擬環境與現實環境的條件不同，而AI軟體若接收到未知數據，很可能會做出無法預測的反應。

監測車輛狀況

最具前景的維護類型是預測性維護。其定義如下：「預測性維護利用監測和預測模型來確定機器狀況，並預測可能發生的故障以及何時發生。」它嘗試預測未來的問題，而不是已然存在的問題。從這方面來看，預測性維護可以節省大量的時間和金錢。包括監督學習和無監督學習都可用於預測性維護。其演算法能夠根據機載和機外數據來做出預測性維護的決策。用於該任務的機器學習演算法屬於分類演算法，例如邏輯迴歸、支援向量機以及隨機森林演算法等。

收集車險資料

來自車輛的數據記錄可以包含有關駕駛員行為的資訊，而且這些數據可以用來分析交通事故，也可用於處理車險理賠。所有這些都有助於降低汽車保險的保費，因為具有更加確定的安全性與保證。對於全自動駕駛車輛來說，賠償責任將從乘客(不再是駕駛人)轉移到製造商。而對半自動駕駛車輛來說，駕駛人仍可能承擔一部份責任。

要證明這一類的情況將越來越依賴於車輛AI系統所擷取到的智慧數據。來自所有感測器的數據會產生巨量的資訊，隨時保存所有數據可能不切實際，但是保存相關數據的快照，似乎是獲得證據的折衷方法，這些證據可用於特定交通事件的事後分析。這種方法類似於黑盒子保存數據的方法，可以在發生碰撞事故後根據其中的數據進行分析。

附圖：自動駕駛在農業、交通運輸和軍事等領域開始成為一種現實，很快地我們也將會看到它應用於一般消費者的日常生活中...
圖1：自動駕駛/連網車輛。（來源：Lentin, 2017）
圖2：深度神經網路示意圖（來源：Beachler, 2019）。

資料來源：https://www.eettaiwan.com/20201012ta31-role-of-ai-in-autonomous-vehicles/?fbclid=IwAR3ynFHau_8Podk-XKuJWJnvDbxUOR_TeNH-HWNiv7qOHV8LDTQAKVI3HmY

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救命啦！地獄造王者 #黃暐瀚 又來啦，他是北台灣訪問過張亞中最多次的男人！跟他問問為什麼謝志偉每次上廁所都要想到朱學恒，跟新竹的大新竹計畫，還有我們最讓人感動的爆笑立委陳柏惟的狀況吧！　ft.資深造王者@黃暐瀚

救命哪，北台灣訪問過 #張亞中 最多次的男人來了！難道他之前就已經有先見之明覺得亞中要成為黨主席了所以事先壓寶嗎？黃暐瀚表示，【政治評論員黃暐瀚認為，這一次國民黨主席選舉的激烈程度遠勝於過去，殺到這種程度沒死也剩半條命。黃暐瀚分析，現在的情況是三強鼎立，張亞中已從不可能當選變成可能，除了黃復興黨部的票之外，牽動這次黨主席選舉的還有王金平】真的假的啦～～～到底為什麼黨內鬥爭的時候每個人都奇謀百出跟諸葛亮一樣，等到要跟黨外鬥爭的時候每個人都變成劉禪啦！

據《ETtoday新聞雲》報導，張亞中指出，倘若當選國民黨主席，他的善從、理念、論述與知識體系，「我會跟民進黨進行一個理念跟論述的大論戰」，並與之討論誰才是真正地愛台灣，民進黨用抗中方式來保台，但他卻是提出愛台灣和平備忘錄，「民進黨在整個大論述方面，不是我的對手」。對，我相信民進黨現在一定是在發抖，笑到發抖啦！

根據新頭殼的報導：【台灣購買莫德納疫苗到貨緩慢，不少人接種第一劑超過 10 週，遲遲等不到第二劑，指揮中心 15 日證實，台大醫院將進行 #莫德納混打高端 疫苗的臨床試驗。對此，資深媒體人黃暐瀚今 (16) 日於 POP Radio 聯播網上怒批，看到指揮中心，規劃莫德納混打高端「試驗」，他實在無言！黃暐瀚表示，他不是疫苗專家，也不是醫師，無法提供專業知識，但他會簡單的算數，也會看外電報導。但對於莫德納混打高端這件事，他完全無法理解。黃暐瀚指出，「混打」，到底是為了什麼？為什麼，要混打高端？】如果疫苗夠，測試混打的原因到底是給國內看，還是給國外看，是為了國民還是為了高端？

另外，根據上報報導：【高端疫苗15日上午發新聞稿說明，針對有媒體引用外媒報導指出高端被世衛納入「第3期加強疫苗」開發商名單，但該消息並非來自世衛正式對外公開新聞稿，目前公司正在和相關機構了解實際狀況和進度。
高端表示，公司以全球化經營為策略方向，並和國際重量級醫療機構有密切往來，擬以良好的研發數據、臨床試驗和製造成果達到合作的目標，公司一旦確認具體合作細節，並達可公開的階段，將依相關規定公告。】這個是利多好消息啊，側翼不是都興高采烈的講說這終於獲得ＷＨＯ認可，要打我們這些中共同路人的臉嗎？可是怎麼高端好像隔壁老王作的事情一樣，竟然好像不知道一樣要趕快去查證？哪裡出問題了？

根據中時新聞網的報導：【台灣基進立委 #陳柏惟罷免案 將於10月23日進行投票，根據一份最新民調顯示，假如明天是罷免投票日，願意去投票的選民當中，有50.7%表示會投下同意罷免，這個比例約占20歲以上台中地2選區選民的27%，相當於8萬人左右。資深媒體人黃暐瀚指出，按照這份民調的結果，陳柏惟很有可能遭到罷免，他更指出，民進黨中央仍在觀望是否要力挺，若情況不利就會切割陳柏惟。】那麼這幾天狀況就更明顯啦，民進黨竟然已經放話要力挺啦，以前黨員賣襪子的王浩宇黨中央理都不理，現在基進黨的陳柏惟要被罷免了，民進黨竟然全黨宣示要力挺這個問政認真的立委，是要全黨夾去配重新定義認真，民進黨每個立委都比不上陳柏惟認真嗎？天下紅雨了嗎？柏惟要不要趕快入黨啊？根據聯合報的報導：【民進黨中央昨天首度表態「反罷免」。民進黨發言人謝佩芬說，民進黨也會全力支持問政認真的立委，力挺陳柏惟留在立法院；國民黨是最大在野黨，卻傾全黨之力對最小的在野黨進行報復性打壓，透過鋪天蓋地組織動員來推動罷免陳柏惟，期盼國民黨停止霸凌問政認真的立委。】

不知道基進黨要不要大喊不要民進黨來參與罷免啊？原來不是大哭說不要政黨介入嗎？那現在民進黨介入就沒關係了？



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📍直播大綱：
00:00 開播
03:00 全宇宙訪問張亞中最多次的男人--黃暐瀚
19:00 黃暐瀚:張亞中贏也不意外
58:00 莫德納混打高端 啥用意?
01:14:00 李秉穎"高端 莫德納兄弟說"
01:21:00 who贊助高端在哥倫比亞做第三期?
01:48:00 陳柏惟罷免案

「心情有點複雜，想了很久決定公布這件事。」
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預計在明年上半年去動一個手術，從小我就超級超級需要這個手術，但因為預算的關係，就這樣忍了這麼久，本來想要在18歲成年時，為自己的手術負責，但經過專業的諮詢，才發現完整的手術需要將近50萬。
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雖然醫生好心提醒我，現在30歲做這樣的手術，可能會比較辛苦、比較需要時間，但我認真思考，「當我以前想要做的夢，怎麼會因為現在卻不敢了呢？」
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我最後做了這個決定，可能需要一些時間休息和恢復，也希望如果未來沒有這麼密集更新，也可以得到你們的體諒：）
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#50萬大型手術 #要和觀眾請一個長假 #還請多多見諒
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【Fashion Well】關韶文首次時尚大片！新世代影響力人物「我的美，由我來定義！」feat.ELLE Taiwan
https://youtu.be/pfiejtpR4GM
【23歲存到100萬】負債50萬學貸不要怕！「規劃收入」拚第一桶金
https://youtu.be/cqovWIyPTe0
【真的不當記者了！】關韶文ETtoday離職原因公開，謝謝3年來照顧過我的你！
https://youtu.be/t3BUE4EtMt8
【一次做4份工作】23歲存100萬：1份正職、3份打工，公開「存錢血淚史！」
https://youtu.be/1hxskneaSbI
【10萬QA】關韶文是誰？我的夢想是「幫弟弟還50萬學貸！」
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【25 Facts about me】「20萬QA」當記者的八卦？會出專輯嗎？面對夢想迷惘過嗎？一次回答！
https://youtu.be/R-vKZ1LzX8o
【25 facts about me】30萬QA！採訪藝人的訣竅？如何做自己？低潮時怎麼辦？
https://youtu.be/bp9iDKLqWJw

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