NVIDIA：自动驾驶卡车背后隐藏的“BOSS”

随着近期图森未来的上市，自动驾驶卡车的发展再次迎来关注。

1、自动驾驶卡车近期部分进展

沃尔沃卡车自动驾驶车辆产品

瑞典沃尔沃集团在自动驾驶卡车方面多年来 一直在开展工作，成果包括编队行驶卡车、自动驾驶垃圾车、2018年的商业示范运营石灰矿短倒运输自动驾驶自卸车、2019年的无驾驶室自动驾驶概念集卡Vera已在港口试运行等。

采用Aurora Driver 的自动驾驶Peterbilt 579 测试卡车

美国Paccar公司自2021年1月与美国自动驾驶初创企业Aurora战略合作，建立了自动驾驶卡车开发及市场化合作伙伴关系。

瑞典Einride公司一直在开发可远程控制的电动卡车Einride pod，包括在封闭区域运行的AET1和可在较近距离公开道路行驶的AET2，计划2021年中将开始交付；可在交通量较少的道路自动驾驶的AET3、可在主要道路和高速上运行的AET4等计划在2022-2023年交付。其中AET4属于可在广泛道路上行驶的L4级车型。

图森未来（TuSimple）推进自动驾驶8级重载卡车的开发，并已于近期上市。图森之前已宣布将与北美的Navistar公司合作，计划在2024年行业首先在北美市场推出8级自动驾驶卡车。

智加科技一直在推进其后装卡车自动驾驶系统PlusDrive的开发，计划在2021年与一汽解放合作开发并量产自动驾驶卡车。

美国Locomation公司，主要开发两辆卡车编队行驶技术Autonomous Relay Convoys，后车自动跟随，驾驶员可休息。美国运输公司Wilson Logistics已宣布将在2022年将Autonomous Relay Convoys导入至1000台卡车。

2、NVIDIA的自动驾驶卡车朋友圈

上述自动驾驶卡车相关企业均有一个隐藏属性，那就是各公司的自动驾驶开发均采用了美国半导体企业英伟达（NVIDIA）的解决方案。

英伟达自动驾驶卡车合作伙伴

沃尔沃集团2019年与NVIDIA建立伙伴关系，共同开发自动驾驶商用车及决策系统。双方将进行端对端 AI 开发、模拟和车载计算项目，这是英伟达参与最深最广泛的开发合作项目。合作之初开发团队将依靠Drive AGX Pegasus平台，该平台将处理车辆内部的计算能力，而Drive AV软件栈将负责处理传感器数据和规划路径。该小组还将利用Nvidia的Drive Constellation模拟平台进行测试。

Paccar公司2017年就宣布与NVIDIA合作开发面向自动驾驶车辆的解决方案。

五十铃的技术开发也采用了NVIDIA DRIVE AGX平台。2018年五十铃（Isuzu Motors）宣布将与英伟达（Nvidia）合作，一起研发自动驾驶技术，尤其帮助自动驾驶系统学习如何根据乘用车收集的数据，应用于卡车和其他大型商用车上。

Einride公司2020年12月宣布将在下一代POD上搭载最新的NVIDIA DRIVE AGX Orin，通过最先进的处理器来实现自动驾驶系统的冗余特性。

Einride的下一代POD

图森（TuSimple）融资包括NVIDIA的出资，其自动驾驶卡车车队也采用了NVIDIA DRIVE。

智加科技2021年3月宣布其面向大型卡车的下一代自动驾驶系统将采用NVIDIA DRIVE Orin。

Locomation同样也采用了NVIDIA DRIVE Orin。

3、NVIDIA自动驾驶相关产品

1. 英伟达推出的动驾驶汽车芯片包括：

·2015年——Drive PX，算力（单精度浮点计算能力）2Tops，支持L2级自动驾驶

·2016年——Drive PX2，算力8Tops，支持L3级自动驾驶

·2017年——Drive Xavier，算力30Tops，支持L4级自动驾驶

·2019年——DRIVE AGX Orin，算力254Tops，支持L5级自动驾驶并兼容L2～L4级自动驾驶，

·2021年——DRIVE Atlan，1000 TOPS，供应给4级和5级自动驾驶汽车--以及下一代高度辅助汽车。

NVIDIA Orin

在近期的GTC 2021大会上，英伟达公布了其最新的智能汽车和自动驾驶汽车芯片组DRIVE Atlan，承诺将成为 "车轮上的人工智能数据中心"， DRIVE Atlan的目标是供应给4级和5级自动驾驶汽车--以及下一代高度辅助汽车，预计最快将于2023年开始向汽车制造商和AV开发者提供样品。

DRIVE Atlan

DRIVE Atlan是业界首款 "1000 TOPS SoC"，相比之下，NVIDIA DRIVE Orin - 2019年年底公布但至今没有出货的芯片方案算力仅254 TOPS；2020年的Xavier方案仅30 TOPS。

Atlan SoC拥有Ampere之后的下一代GPU架构、新的Arm CPU核心、新一代BlueFieldDPU（数据处理单元）、ASIL-D安全岛等。同时，它还支持400Gbs（40万兆）网络和安全网关，可以满足高速通信需求。Atlan单颗芯片算力是DRIVE ORIN（算力254TOPS，2019年公布至今还没有正式搭载于量产车）算力的4倍，比现在大多数L4级自动驾驶车辆整车的算力还要强。

明年投产的NVIDIA DRIVE Orin并不局限于计算自动驾驶，未来将成为汽车的中央电脑。Orin SoC可以承担汽车内仪表、信息娱乐、驾驶员监控以及自动驾驶四个域的计算，四个域之间虚拟化且相互隔离，还采用支持功能安全和信息安全的架构设计。Atlan与上一代芯片组编写的软件堆栈（如Orin或Xavier）兼容。

DRIVE Atlan则将于2023年开始出样，预计这款SoC将出现在2025年的车型上。

2. NVIDIA DRIVE 软件：

NVIDIA DRIVE™ 平台包括车载计算机 (DRIVE AGX) 和完整的参考架构 (DRIVE Hyperion™)，以及数据中心托管的模拟平台 (DRIVE Constellation™) 和深度神经网络 (DNN) 训练平台 (DGX™)。NVIDIA DRIVE™ 平台还包含丰富的软件开发者套件 (SDK)，专用于加速自主驾驶汽车 (AV) 开发。

NVIDIA DRIVE™ 软件堆栈是开源的，有助于开发者高效构建和部署各种先进的 AV 应用程序，包括感知、定位和映射、计划和控制、驾驶员监控和自然语言处理。

DRIVE OS

DRIVE OS 是 DRIVE 软件堆栈的基础所在，这是针对加速计算率先推出的安全操作系统。它包括用于传感器输入处理的 NvMedia、用于实现高效并行计算的 NVIDIA CUDA® 库、用于实时 AI 推理的 NVIDIA TensorRT™，以及可访问硬件引擎的其他开发者工具和模块。

DriveWorks

NVIDIA DriveWorks® SDK 在 DRIVE OS 之上提供对自动驾驶汽车开发至关重要的中间件功能。这些功能包括传感器抽象层 (SAL) 与传感器插件、数据记录器、车辆 I/O 支持和深度神经网络 (DNN) 框架。该工具拥有模块化和开放的特点，在设计上符合汽车行业软件标准。

DRIVE AV

DRIVE AV 软件堆栈包含感知、绘图和规划层，以及各种经过优质真实驾驶数据训练的深度神经网络 (DNN)。这些丰富的感知输出可以用于自动驾驶和绘图功能。在规划和控制层内，NVIDIA Safety Force Field™ 计算模块会检查主要规划系统的操作，以保护车辆免受碰撞。

DRIVE IX

DRIVE IX 是一个开放软件平台，可为 AI 驾驶舱创新解决方案提供舱内感知。DRIVE IX 提供用于访问各项功能的感知应用，还可提供 DNN 以实现高级驾驶员和乘员监控功能、AR/VR 可视化以及车辆与乘客之间的自然语言交互。

第八代Hyperion平台

DRIVE Hyperion 8平台汽车参考架构包含开发自动驾驶汽车所需的传感器、高性能计算和软件。所有这些工具均经过验证、校准和同步并且能够开箱即用。Hyperion是一个完全可以投入使用并且可投产的开源自动驾驶汽车平台。它能减少为汽车配备AI功能和自动驾驶所需技术所付出的大量时间和成本。

NVIDIA DRIVE Hyperion Developer Kit

Hyperion配备了以最高性能验证自动驾驶系统所需的所有硬件。包括2块NVIDIA DRIVE Orin系统芯片（SoC），可实时处理来自12个外部摄像头、3个内部摄像头、9个雷达和2个激光雷达传感器的数据，以此实现汽车的安全自动驾驶运行。

整套工具专为3D数据采集而进行了精确同步和校准，为开发者节省了用于配置和运行自动驾驶汽车试驾所需的时间。

Hyperion通过在集中式计算的基础上加入完整的传感器配置，为智能汽车硬件的上路验证提供所需的一切。而且由于Hyperion兼容NVIDIA DRIVE AV和DRIVE IX软件栈，这使得它成为评估和验证自动驾驶软件的关键平台。

开发者可以在不久后开始使用这一最新开源平台。第八代Hyperion将在2021年晚些时候向NVIDIA DRIVE生态系统开放。

4、NVIDIA的优势与影响

英伟达和各大车企接触的过程中，有五个关键指标影响着自动驾驶芯片的选择。

1、深度学习的算力和效能。

2、支持多个不同种类传感器输入。

3、软件开发的便利性。英伟达提供多种开发工具，例如使用CUDA开发软件，甚至能用GeForce以及Tesla GPU硬件进行开发。当产品正式量产后，可以轻松移植到自动驾驶硬件中。

4、获得功能安全认证。当前英伟达量产的Xavier自动驾驶芯片已经获得德国TÜV的ASIL-C功能安全认证。

5、提供完整的解决方案。一些车企自研自动驾驶系统，希望得到更加开放的软硬件解决方案；还有一些车企希望买整套技术集成进车内，这两种解决方案英伟达都能提供。

NVIDIA面向自动驾驶开发的开放平台有超过370家企业或研究人员参加，众多开发企业将自己的技术与DRIVEAGX系统融合。通过NVIDIA可方便地与其他公司产品广泛协作。

除了高性能的硬件和高扩展性的软件，这样的开放平台也提高了NVIDIA的价值。车企背后的NVIDIA，对推进面向实用化的开发作出了很大贡献。