1 功能控制邏輯
與記憶泊車(chē)類(lèi)似，記憶行車(chē)這一功能主要實(shí)現簡(jiǎn)單的面向服務(wù)的應用服務(wù)。實(shí)現的典型應用場(chǎng)景包括：上下班路線(xiàn)，接送兒童，商超采購等。即，駕駛員通過(guò)在系統上設置想要到達的目的地，激活記憶行車(chē)功能后，智駕車(chē)輛可以參照之前記憶的行車(chē)路線(xiàn)自主駕駛到目的地。期間，系統需要記憶用戶(hù)示教路線(xiàn)，實(shí)現從 A 到 B 點(diǎn)的全場(chǎng)景領(lǐng)航輔助駕駛，包含自動(dòng)通過(guò)路口、掉頭、變道等。
實(shí)現記憶行車(chē)功能的步驟主要分為兩步：
1）首先，駕駛員在手動(dòng)駕駛下，將車(chē)輛從起始點(diǎn)A開(kāi)到終點(diǎn)B。期間，記憶行車(chē)系統需要在后臺完成如下工作：
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后臺通過(guò)即時(shí)定位建圖構建駕駛員開(kāi)車(chē)行駛過(guò)的路段對應的實(shí)時(shí)局部地圖；
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后臺需要結合構建的地圖在其行駛期間同步實(shí)現對環(huán)境信息（主要指路標）的實(shí)時(shí)記錄；
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后臺通過(guò)類(lèi)似影子模式一樣的功能記錄駕駛員的整個(gè)駕駛習慣；
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后臺需要結合對應構建的地圖、環(huán)境信息、車(chē)輛行駛控制狀態(tài)、駕駛習慣控制狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄；
2）其次，在激活記憶行車(chē)功能后，系統需要實(shí)現包含如下子功能：
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后臺需要通過(guò)識別的道路環(huán)境信息以及車(chē)身姿態(tài)，確認車(chē)輛當前位置是否是在之前定義的記憶行車(chē)路線(xiàn)上；
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如果路線(xiàn)重定位成功，則控制車(chē)輛沿著(zhù)既定的路線(xiàn)向前行駛至目的地。期間，整個(gè)車(chē)輛的智駕功能調用控制可以完全參照之前存儲的駕駛數據進(jìn)行控制；
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如果重定位不成功，則提示不可激活記憶行車(chē)，并在駕駛員控制車(chē)輛手動(dòng)駕駛至目的地時(shí)，將當前路段信息重新構建到新的地圖中，新構建的地圖可以認為是之前即時(shí)建圖的補充。后續做記憶行車(chē)控制前可以將兩條路徑均納入備選路徑中。
①用戶(hù)陪駕/手動(dòng)建圖
用戶(hù)陪駕階段又稱(chēng)為手動(dòng)建圖階段。其過(guò)程是駕駛手動(dòng)駕駛車(chē)輛過(guò)程中系統通過(guò)后臺偷偷調用在線(xiàn)感知模塊端口進(jìn)行即時(shí)定位建圖，使得臨時(shí)的建圖可以更好的替代城區/高速路所構建的地圖，這個(gè)過(guò)程類(lèi)似于在城市自動(dòng)駕駛中的眾包建圖。這里需要注意的是，考慮到國家對數據安全、信息安全以及地圖資質(zhì)的問(wèn)題，我們通過(guò)記憶建圖的地圖一般就是單車(chē)類(lèi)型，該圖是不能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )上傳至云端的。當然，如果是針對由同一家tier1開(kāi)發(fā)的同類(lèi)車(chē)型可考慮通過(guò)軟件升級方式將地圖包在該車(chē)型內部進(jìn)行資源共享。
②智能建圖
對于記憶行車(chē)功能而言，還會(huì )充分考慮在智能駕駛系統功能激活的過(guò)程中，利用后臺記錄的方式進(jìn)行智能建圖。這種智能建圖過(guò)程一般還需要融合傳統高精定位地圖傳遞的一部分先驗知識數據，對當前即時(shí)建圖進(jìn)行有效補充。比如，當車(chē)輛行駛在某段位置路段上，對于記憶行車(chē)來(lái)說(shuō)，考慮到算力、識別能力、存儲能力等，只會(huì )考慮固定的橫向距離（一般為10m范圍內）對自車(chē)道及旁車(chē)道的三條車(chē)道進(jìn)行建模。而高精地圖則可以考慮更寬范圍的建圖（甚至達到5-6條車(chē)道）。這樣就可考慮在記憶地圖與高精地圖匹配上后，將高精地圖的數據補充到記憶地圖中間，擴展記憶地圖的識別范圍和建圖能力。
當然，如智能建圖所描述的功能來(lái)說(shuō)，要求同時(shí)進(jìn)行兩層次的計算。就有可能造成對資源的巨大消耗。這點(diǎn)上就對智駕域控的計算資源提出更大的需求。
③智能推薦
智能推薦是記憶行車(chē)功能相對于傳統智駕系統功能較大的區別點(diǎn)。一般情況下，傳統的ADAS系統功能的激活通常是由駕駛員主動(dòng)發(fā)起，系統處于被動(dòng)激活。當然也有一些主機廠(chǎng)傾向于將整個(gè)功能做成可推薦式激活的方式。而記憶行車(chē)功能最大的特色就是“重定位+智能推薦”。即進(jìn)入之前已經(jīng)完成建圖的某條路徑上時(shí)，會(huì )對自車(chē)姿態(tài)和位置做定位匹配，再根據一定的HMI交互規則對進(jìn)行智能推薦是否打開(kāi)記憶行車(chē)功能。
這里需要注意的是，如果從A點(diǎn)到達B點(diǎn)過(guò)程中，駕駛員有可能在兩段不同的時(shí)間內選擇不同的駕駛路徑行駛至終點(diǎn)。對于記憶建圖來(lái)說(shuō)，可能會(huì )存在存兩段圖的情況。
2 記憶行車(chē)感知智駕系統步驟分解
對于智駕域最重要的感知源處理而言（無(wú)論是視覺(jué)點(diǎn)云、激光點(diǎn)云還是毫米波點(diǎn)云），總體可以分為四個(gè)層面的處理過(guò)程：場(chǎng)景重建、要素識別、關(guān)鍵目標重組和自車(chē)重新定位。
“場(chǎng)景重建”意味著(zhù)從視頻序列推斷場(chǎng)景中的幾何體，包括車(chē)輛在場(chǎng)景中的位置?！耙刈R別”是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，用于將語(yǔ)義標簽附加到視頻圖像或場(chǎng)景的各個(gè)識別對象中，識別中包括各種不同的層次結構?！白攒?chē)重新定位”是指車(chē)輛相對于其周?chē)h(huán)境的位置識別和度量定位?！瓣P(guān)鍵目標重組”是將重定位、識別、重建形成的三個(gè)組成部分信息重新整合成統一表示的方法。
對于如上幾種感知如何應用到實(shí)際的感知場(chǎng)景的分析過(guò)程可以通過(guò)如下例子對過(guò)程進(jìn)行詳細分析。
這里我們可以針對智能行車(chē)功能中的新的一項功能——“記憶行泊車(chē)”進(jìn)行說(shuō)明。記憶行泊車(chē)這類(lèi)功能需要在自動(dòng)駕駛的視覺(jué)環(huán)境中，通過(guò)駕駛員手動(dòng)駕駛階段在后臺提前繪制車(chē)輛周?chē)h(huán)境的地圖，同時(shí)在用戶(hù)地圖中估計車(chē)輛的當前姿態(tài)。對于建圖和重定位的關(guān)鍵任務(wù)之一是根據之前記錄的車(chē)輛行駛路徑重定位來(lái)重新定位行駛軌跡的方法。
1）自車(chē)建圖重定位
首先，在場(chǎng)景訓練階段需要將自車(chē)行駛通過(guò)訓練的“封閉路段”（這里的封閉是個(gè)廣義的概念），針對從基礎設施傳輸的地圖HDMap作為底圖進(jìn)行智慧建圖。當然，從車(chē)端的角度，也是需要結合一圈攝像頭進(jìn)行場(chǎng)景BEV建圖。這里需要說(shuō)明的是，從優(yōu)先級上講，我們一般會(huì )考慮在HDMap能夠保證一定的精度進(jìn)行正常發(fā)送時(shí)，一般以HDMap作為底圖輸入給車(chē)端。而B(niǎo)EV則作為HDMap失效后的兜底，為自車(chē)提供后備車(chē)輛定位地圖。
下圖顯示了一個(gè)經(jīng)典的基于特征的重定位pipelines。
2）環(huán)境目標語(yǔ)義識別
其次，在場(chǎng)景理解階段進(jìn)行三維重建（即恢復場(chǎng)景三維幾何要素）和要素識別。包括場(chǎng)景繪制、障礙物避免、機動(dòng)車(chē)輛控制、甚至反射照明場(chǎng)景元素等特性。場(chǎng)景要素識別實(shí)際是一種對于場(chǎng)景元素的高級推理。即將場(chǎng)景中的汽車(chē)、二輪車(chē)、卡車(chē)等元素進(jìn)行空間層次結構劃分子集，每個(gè)子集進(jìn)行信息標注。
在圖像識別的關(guān)鍵要素中，首要是需要提取圖像中的顯著(zhù)特征。圖像中的一個(gè)顯著(zhù)特征可能是像素區域，其中強度以特定方式變化，例如邊緣、角落或斑點(diǎn)。要估計地標在世界坐標系上的位置，就需要執行特定目標跟蹤，其中可以匹配相同特征的兩個(gè)或多個(gè)視圖。一旦車(chē)輛移動(dòng)的足夠遠導致對于圖像特征目標抓取不夠清晰時(shí)，算法則會(huì )拍攝另一張圖像并重新提取相應的特征。通過(guò)重建相應的特征信息來(lái)獲得它們在真實(shí)世界中的坐標和姿態(tài)。然后，這些檢測到的、描述的和定位的地標被存儲在永久存儲器中，以描述車(chē)輛軌跡的相對位置。如果車(chē)輛返回限定范圍內的相同位置，實(shí)時(shí)特征檢測將與存儲的地標匹配，以恢復車(chē)輛相對于存儲軌跡的姿態(tài)。
3）后融合處理
最后，則是最重要的一步，控制自車(chē)對預先登記的軌跡進(jìn)行跟隨行駛。這個(gè)過(guò)程實(shí)際是對于前期識別和重建結果進(jìn)行進(jìn)一步處理，通過(guò)相機在世界坐標系中繪制目標地圖，參照當前車(chē)輛的位置、位姿、自身信息等狀態(tài)對該預先設置的軌跡做時(shí)空物體跟蹤。比如，通過(guò)訓練過(guò)的路段時(shí)，需要進(jìn)行后期融合，將傳感輸出的數據進(jìn)行路徑復制，指導車(chē)輛按照既定的路徑行駛。
3 記憶行車(chē)技術(shù)支持
1）記憶建圖需求
記憶建圖原則是一種純車(chē)端傳感感知的功能，但是考慮到建圖過(guò)程中需要進(jìn)行重定位和路徑規劃。因此，還需要結合GPS定位和導航地圖這類(lèi)關(guān)聯(lián)系統的功能輸入。
并且考慮定位的精準性、實(shí)時(shí)性，最好還能結合RTK這類(lèi)即時(shí)定位修正單元對實(shí)際的定位過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。
2）建圖存儲空間需求
整個(gè)記憶行車(chē)功能比較大的資源消耗基本都體現在對于建圖、存圖和重定位上。特別是根據環(huán)境目標來(lái)即時(shí)建圖上，需要充分考慮所構建的地圖大小。這里和高精地圖的眾包建圖類(lèi)似，實(shí)際它是一種車(chē)端的建圖過(guò)程。
由于記憶行車(chē)建圖所構建的地圖整體是通過(guò)車(chē)端傳感器對整個(gè)環(huán)境信息的識別上。識別的過(guò)程實(shí)際就是一種即時(shí)定位建圖、存圖的過(guò)程。因此如上過(guò)程需要對中央計算單元的算力和存儲能力提出需求。
這里需要說(shuō)明的是整個(gè)記憶行車(chē)功能激活的路線(xiàn)長(cháng)度需要做一定程度的限定。通常需要考慮在就近行駛情況。比如上下班的日常通勤時(shí)間，為1小時(shí)（大概為35km左右）。如考慮超過(guò)1.5小時(shí)通勤時(shí)一般會(huì )存在一定的高速/快速場(chǎng)景（大概為 40~50km），路程約為70-80km。我們考慮的記憶行車(chē)過(guò)程其最大的記憶路線(xiàn)通常設置為150km，每2M/公里觸發(fā)一次地圖數據存儲。并且，對于記憶行車(chē)來(lái)說(shuō)，其建圖過(guò)程還涉及包含對一些高精地圖覆蓋的內部道路進(jìn)行建圖。這類(lèi)稍微極端的建圖成功率一般能達到90%。
建圖過(guò)程主要采用小圖到大圖的拼接過(guò)程。即，通過(guò)通過(guò)定位的車(chē)身位置，考慮在其周?chē)?0-20m的范圍內進(jìn)行小圖建圖，隨后通過(guò)小圖拼接可以形成大圖，最終使得拼接結果接近真值。
對于這類(lèi)記憶建圖來(lái)說(shuō)一般會(huì )充分考慮采用差分數據更新的方式進(jìn)行。通常，針對如上路段的存儲需求一般10GB足夠，這類(lèi)地圖通常也是存儲在EMMC里面。
3）建圖實(shí)時(shí)性要求
通常情況下，我們這里提到的記憶建圖是在中低速情況下進(jìn)行。因為速度越低意味著(zhù)對同一個(gè)類(lèi)似場(chǎng)景下的感知建圖所處理的時(shí)間就越長(cháng)。但是，如果考慮一些較長(cháng)距離的通勤情況，在高速路段下的特征是否支持記憶建圖呢？
4 記憶行車(chē)與NOA融合下的智能行車(chē)模式
主要考慮記憶地圖和高精地圖融合的技術(shù)難度和實(shí)現可能性，是否存在一鍵激活和后臺自主切換模式。這里我們需要說(shuō)明的是實(shí)際上ADAS系統功能本身在很多場(chǎng)景應用下也是和記憶行車(chē)有一定的重疊的。比如在考慮同一段行駛路線(xiàn)上的場(chǎng)景，當事前通過(guò)記憶行車(chē)功能對該段行駛路徑已經(jīng)完成建圖后，當駕駛員重新駛入該路段起點(diǎn)，并且系統通過(guò)重定位成功后，便可以很順利的進(jìn)入記憶行車(chē)模式（當然這種進(jìn)入前最好是需要通過(guò)HMI提示駕駛員是否準予進(jìn)入）。但是，如果駕駛員這時(shí)候強制切換進(jìn)入了ADAS系統功能，比如點(diǎn)對點(diǎn)駕駛輔助功能NOA后，系統是會(huì )根據駕駛優(yōu)先級選擇響應當前駕駛員主動(dòng)操作指令的。那么從另一個(gè)角度上說(shuō)，如果駕駛員首先進(jìn)入的是NOA功能呢？當由于某些特殊原因，比如高精地圖/導航地圖短暫丟失導致NOA功能降級無(wú)法正常使用，但是記憶建圖的信息仍舊存在時(shí)，是否可以很好從后臺實(shí)現無(wú)感切換，從而確保用戶(hù)更好的感知體驗呢？
從基礎原理上講答案是肯定的。但是需要注意以下幾點(diǎn)：
1）NOA無(wú)感切換到記憶行車(chē)，需要重點(diǎn)審視NOA的設置目的是否和記憶行車(chē)一致。如果一致才考慮切換，否則可能將用戶(hù)送至另外的目的地，這是完全不能被接受的。
2）如果NOA的目的地和記憶行車(chē)完全匹配。期間，如果因為NOA的高精地圖/導航地圖丟失而導致的降級切入記憶行車(chē)，如果后續又重新識別到高精地圖/導航信號恢復，那么是否還需要重新切換回NOA。
3）如果NOA的目的地和記憶行車(chē)部分匹配。在匹配的路端行駛期間，如果因為NOA地圖丟失導致降級切入記憶行車(chē)，后續是否考慮短暫切入記憶行車(chē)維持一部分主動(dòng)駕駛后再地圖重新識別后，重新切換回NOA。當然這個(gè)過(guò)程需要冒一定風(fēng)險，比如即使重疊路端走完，也還沒(méi)有重新識別到數據，是否就需要真正的退出ADAS系統功能了。
記憶建圖與傳統ADAS系統功能時(shí)序示意圖
整個(gè)記憶行車(chē)處理時(shí)序圖如下所示。整個(gè)記憶行車(chē)模塊包括操作者Driver、MAD狀態(tài)機、任務(wù)管理器、地圖引擎、定位模塊、感知模塊、環(huán)境模型、規控等多個(gè)模塊。首先，啟動(dòng)車(chē)輛上電后，記憶行車(chē)MAD的狀態(tài)機變通過(guò)自檢后反饋狀態(tài)可用，然后派發(fā)任務(wù)項給記憶“地圖引擎”，這里實(shí)際上是類(lèi)似模仿高精地圖的叫法。同時(shí)，也將感知任務(wù)派發(fā)給感知模塊，感知模塊啟動(dòng)感知任務(wù)后反饋檢測結果給MAD狀態(tài)機，MAD狀態(tài)機通過(guò)重定位模塊檢查感知數據是否能夠能夠與之前建立的記憶地圖相匹配。如果重定位成功，MAD狀態(tài)機則派發(fā)成功標志給環(huán)境模型，同時(shí)，記憶地圖和定位模塊也會(huì )將相應的地圖信息進(jìn)行融合。最后，在規控模塊進(jìn)行整個(gè)軌跡規劃和控制模塊執行。
5 總結
轉自焉知汽車(chē)
