自动驾驶汽车为什么是未来以及它们是如何被创造的？

由于最近在世界各地实施的适应性隔离措施，空中旅行、公共交通以及其他许多行业在2020年遭受了重大的打击。然而，汽车世界，尤其是自动驾驶汽车，在这段艰难时期表现出了增强的韧性。事实上，像福特这样的公司已经增加了对电动和自动驾驶汽车的投资，例如通过在去年的第四季度分配了290亿美元，其中7亿美元将用于自动驾驶汽车的开发。因此，福特加入了通用汽车、特斯拉、百度和其他汽车制造商的行列，重金投资于自动驾驶汽车。在这篇文章中，我们将告诉您为什么公司投资自动驾驶汽车，以及如何训练为其提供动力的机器学习算法。

为什么这么多公司投资自动驾驶汽车？

当我们查看自动驾驶汽车提供的所有益处时，很容易理解为什么这么多公司投资于其开发。驾驶员将能够节省更多的钱，因为他们不需要支付昂贵的保险计划，它将加快他们的日常通勤，改善燃油经济性，以及其他许多益处。对于公司来说，这种自动化为更大的节省打开了大门。一个很好的例子是自动长途卡车运输，它将能够根据麦肯锡公司的一份报告将运营成本削减45%。

主要的好处必须是提高安全性。根据国家公路交通安全管理局（NHTSA）的数据，94%的严重碰撞是由人类错误引起的。自动驾驶汽车可以显著减少事故数量，因为它们不需要任何驾驶员输入，并且始终拥有360度的视野。此外，先进的驾驶员安全系统（ADAS）可以在危险情况下接管安全关键功能，例如制动和转向。自动驾驶汽车为社会提供了很多附加价值，例如减少排放。事实上，一个基本案例显示，与传统车辆相比，整个车辆生命周期中能量和温室气体排放量减少了9%。现在我们已经了解了自动驾驶汽车的所有益处，让我们来看看它们如何被训练以识别周围的世界。

自动驾驶汽车如何工作以及如何成为现实

自动驾驶汽车需要遵守道路规则，并且需要识别各种交通标志、道路标线、检测其他车辆和行人，以及其他无数物体。这些人工智能车辆依赖机器学习来“计算”在各种驾驶情况下需要做什么。让我们从一个基本的例子开始。一个人坐在他们的自动驾驶汽车上，正在高速公路上行驶去上班。汽车需要正确识别张贴的限速，保持与前方车辆的安全距离，并且当它进入住宅区时，需要识别行人并让他们过马路。

这需要成千上万的图像被注释，使用从标记到语义分割的各种技术。事实上，Mindy Support的首席执行官Evgenia Khimenko说，汽车行业有多种数据注释项目，包括：

“这些项目包括面部识别、视频标记和注释，以检测车辆的运动和方向（我们注释了超过5450万个图像序列）。另一个复杂的音频注释任务是识别时间戳并标记人类语音以及车内发生的所有背景噪音，例如收音机、笑声、喊叫、唱歌、动物和甚至沉默”。

让我们考虑一个复杂的场景。想象一下，自动驾驶汽车正在住宅区行驶，有青少年带着滑板等待过马路。根据规则，汽车有优先权，但青少年可能不会等待交通信号变绿就过马路。人工驾驶员会意识到这种风险并减速以预防这种情况，但对于机器来说，这将非常困难。自动驾驶汽车的研究人员正在尝试采取的下一步就是解决这个问题，更多注释的数据可能就是答案。

自动驾驶汽车如何看到物理世界？

自动驾驶汽车依赖LiDAR技术来帮助它们看到周围的世界。LiDAR创建一个3D点云，这是人工智能系统查看世界的数字表示。这种技术不仅用于自动驾驶汽车，也用于其他机器人流程自动化工作，例如为农业部门创建一个可以收获农作物的机器人。3D点云还需要被注释，以便机器知道它正在看到什么。这通常使用标记、3D框和语义分割等技术来完成。更高级的注释形式是为3D点云着色，以便车辆了解物体的距离。

LiDAR的工作原理是向周围的所有物体发送光信号，根据光信号返回的时间，人工智能系统可以理解物体的距离。例如，3D点云上的地面总是蓝色，因为它是最低点，光信号会快速反弹回来，而蓝色具有非常短的波长。周围的建筑物可能是红色或橙色，取决于它们的距离。

值得注意的是，LiDAR并不是唯一的选择。例如，特斯拉使用一种叫做Hydrant的东西，它是八个摄像头的组合，拼接成对道路的完整图像。其他公司，如Waymo和Voyage，使用LiDAR。特斯拉可能避免使用LiDAR的一个可能原因是它非常笨重，会破坏汽车的外观。毕竟，特斯拉非常昂贵，驾驶员可能不希望在他们的汽车顶部安装一个巨大的盒子。开发机器人出租车的公司，如Waymo，可能能够使用LiDAR。

为什么高质量的训练数据如此重要？

拥有高质量的训练数据是创建自动驾驶汽车所需的最重要的事情之一。然而，仅仅获得这些数据是不够的。训练数据集需要通过数据注释来准备，以便人工智能系统可以从中学习。虽然这是一个非常耗时和繁琐的过程，但整个项目的成功取决于它。毕竟，自动驾驶汽车是未来，并且可以潜在地帮助我们减少或甚至消除一些我们在汽车事故、伤亡、环境问题和道路拥堵方面面临的问题。它是一个非常耗时和繁琐的过程，整个项目的成功取决于它。毕竟，自动驾驶汽车是未来，并且可以潜在地帮助我们减少或甚至消除一些我们在汽车事故、伤亡、环境问题和道路拥堵方面面临的问题。