英伟达的GPU：广泛用于丰田从自动驾驶车的开发到产品落地

丰田与英伟达全面合作开发自动驾驶车 （资料：英伟达）

  本报告将介绍近期英伟达与丰田汽车株式会社、武藏精密工业株式会社发布的合作内容。

  丰田自2017年以来就与英伟达开展合作。英伟达在2019年3月加州圣何塞市举行的GTC（GPU Technology Conference）上宣布，丰田将采用英伟达的模拟系统DRIVE Constellation。双方的合作将广泛覆盖自动驾驶车的开发到产品落地。据悉，这是首次为整车厂配套Constellation。

  丰田方面，丰田、Toyota Research Institute（TRI）、Toyota Research Institute Advanced Development（TRI-AD）将与英伟达开展协作。2018年3月，丰田、电装和爱信精机共同在东京成立TRI-AD，开展自动驾驶技术的软件研发。

  武藏精密工业是汽车与摩托车零部件的供应商。外观检查作业采用了英伟达的Jetson AGX Xavier，提高了效率。还在开发用于工厂内外的“全自动无人运输车（Self Driving Vehicle: SDV）”。计划将这两项提高工厂效率的项目作为新的业务开展。

  2019年4月3～5日举行的第3届AI与人工智能博览会上，武藏精密工业宣布，与以色列SixEye Interactive Ltd.合资成立Musashi AI株式会社。SixEye Interactives公司擅长照明和视频处理等，双方将共同开发自动图像检查装置用AI算法以及全自动无人运输车（Self Driving Vehicle：SDV）管理系统。

  ☆英伟达为自动驾驶车提供名为“DRIVE AGX Xavier”、为机器人提供名为“Jetson AGX Xavier”的SoC（系统芯片）。

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  DRIVE Constellation于2018年3月发布。在虚拟现实中，短时间内能开展几十亿英里的路试，TRI与TRI-AD认为，该系统是安全自动驾驶技术开发所不可或缺的，将作为模拟器的一部分应用Constellation。

  DRIVE Constellation由云平台的2个服务器构成。第1个服务器Constellation Simulator将运行DRIVE Sim软件（以下详细说明），在无限接近现实的虚拟空间从虚拟车辆的摄像头、雷达、LiDAR等生成传感器数据。第2个服务器Constellation Vehicle具备DRIVE AGX车载计算机，根据从模拟器获取的传感器数据，如同实际在道路上行驶的车辆传感器那样对数据进行处理，控制油门、刹车和方向盘，进行虚拟行驶。

  Vehicle的驾驶判断反馈至Simulator，对“运行的算法与软件验证模拟器上的车辆是否正常操作”进行验证。像这样的反馈循环称之为“Hardware-in-the-loop（循环内具备发出指令硬件（ECU）的循环）”。

  英伟达表示，丰田是全球首家采用Constellation的整车厂，也是首家从AI系统的构建、AI的学习和训练、模拟器到车载计算机全面采用英伟达系统的整车厂。双方今后还将开展更紧密的合作。

英伟达的模拟器系统DRIVE Constellation提供广泛的行驶环境，包括图像、行驶条件、天气、车辆和传感器的模型等

资料：英伟达

开放英伟达Constellation，广泛收集信息

  DRIVE Sim软件能制作照片般逼真的数据流，并开发出大量即将发生事故的各类测试环境。通过对现实世界的事例进行观察和整理，再现了通常很少遭遇的行驶条件，例如前行车的急刹车、相邻车道行驶车辆的突然接近、闯红灯的行人、儿童和动物突然出现在道路上等情景。据悉，“危险情况”利用保险公司的事故数据等制作而成。此外，以色列的Cognata、IPG Automotive等模拟器专业公司合作积累了数据。

  此外，Constellation Simulator可在改变天气、亮度、路面等情况的同时生成各种场景。例如，暴风雨、暴风雪等异常天气、白天各个时间带的刺眼阳光、夜间有限的视野、以及各种路面及地形等。还必须忠实地再现测试环境地区的交通习惯。还积累了车辆、传感器的不同模型性能。

  在这种危险情况下，不用对实际行驶的人类司机带来危险，就可测试自动驾驶车的反应能力。实际行驶的积累固然重要，但从物理上来说无法实现足够的行驶距离。此外，实际行驶中无任何异常情况发生的可能性极高。可再现偶尔发生的极度危险情况的模拟器相比只是持续在行驶的数据具有更高的价值。

  但是，即使这样，仍很难全面覆盖所有可能的危险情况，因此英伟达将DRIVE Constellation向模拟器合作企业开放。通过开放和协作，互通信息，积累案例。合作企业可从任何地方连接云平台上的Constellation。

  2019年3月举行的GTC 2019上，英伟达宣布，丰田、TRI、TRI-AD将采用英伟达的模拟系统DRIVE Constellation。丰田已采用英伟达DRIVE AGX Xavier，推动自动驾驶的开发，今后双方的合作将覆盖以下3个领域。

• 利用英伟达GPU构建AI计算基础设施
• 利用英伟达DRIVE Constellation的模拟器
• 基于DRIVE AGX Xavier或DRIVE AGX Pegasus开发自动驾驶用车载计算机

☆Xavier是全球首个针对自动运行机器开发的处理器，是截至目前生产的最复杂的SoC（系统芯片）。已投入8,000人年（1人1年的工作量）工程师进行开发。据悉，英伟达还在Dual Execution（冗余性）等功能安全方面投入大量精力。

丰田与英伟达全面合作开发自动驾驶车 （资料:英伟达）	CES 2019上发布的新型试验车辆TRI-P4，基于第5代雷克萨斯LS，搭载英伟达DRIVE AGX Xavier（资料：丰田）

丰田集团：成立TRI-AD和J-QuAD DYNAMICS，推动自动驾驶车产品落地

丰田的MaaS车辆产品阵容，据悉，这些车辆未来将应用于丰田的自动驾驶车（丰田2018年度第3季度财报资料）

  2018年3月，丰田与电装、爱信精机为了加快自动驾驶技术的开发，共同在东京成立了从事软件研发的“Toyota Research Institute Advanced Development（简称TRI-AD）”。担任TRI首席技术官（CTO）的James Kuffner就任新公司CEO，将与TRI合作，先行开发其研究成果，并推动产品落地。成立时员工人数为300名，包括全球新员工在内，计划总共招聘1,000名员工，投资3,000亿日元以上。

  此外，2018年12月，电装、爱信精机、爱德克斯、捷太格特四家宣布，就成立开发自动驾驶和车辆运动控制等综合控制软件的“J-QuAD DYNAMICS”公司达成一致。为了让自动驾驶车的“行驶、转弯、停车”相关传感器和转向、制动器更好地协作，开发车辆综合控制系统，并将为量产车配套。目前已获得反垄断机构的批准，将于2019年4月启动。

  通用、戴姆勒等多家整车厂计划从MaaS开始，逐步为自动驾驶车导入该软件。丰田计划趁2020年东京奥运会陆续投放e-Palette、2021年投放MaaS Sienna、随后投放MaaS EV（参考右上图）。此外，丰田还表示，这些MaaS车未来将应用于丰田的自动驾驶车。

  武藏精密工业是汽车和摩托车零部件供应商。外观检查作业中引进AI，以提高效率。目前还在开发全自动无人运输车。

（注）武藏精密工业是在东京证券交易所及名古屋证券交易所一部上市的企业，2018年度（3月止）销售额达2,379亿日元（对本田占53%，海外销售额比重约达88%）。

  工厂的作业（参看左下图）分类为：产生附加值的设置与加工（生产活动）占60%，检查工序占20%，运输占20%，也就是说附带作业占40%，因此武藏精密工业致力于精简这40%的作业，提出“通过生产技术×AI对生产一线进行革新，创造更人性化的工作”这一口号。

＜外观检查工序＞

  外观检查方面，即使是极小的缺陷，也有可能造成故障和损坏零部件，因此常年以来一直采用肉眼检查。但是该作业需要经验，不同的检验水平以及检验员当天的身体情况都会造成检查结果的不同。武藏精密工业也尝试了各种自动化作业，但效果总是达不到熟练工的程度。但是，随着AI的引进，有望实现该工序的精简化。

  目前，武藏精密工业正致力于锥齿轮与焊接齿轮外观检查作业的自动化。锥齿轮的缺陷会造成车辆的振动、噪音等问题。通过利用英伟达Jetson，成功检查出了金属零部件表面的细微缺陷。目前，该公司的工厂作为尝试，正在开展AI与人工双重检查。

  焊接齿轮方面，如果焊接部位产生的金属微粒为车辆配套后脱落，就有可能造成重大事故，因此目前全部由肉眼检查。武藏精密工业正致力于开发微粒肉眼检查作业的自动化技术。

＜开发SDV（全自动无人运输机）＞

  工厂内外的物流方面，公司曾计划利用现有的无人运输车（Automated guided vehicle：AGV），但未成功，所以目前正在开发通过AI自行作出判断并移动的全自动无人运输机（SDV）。搭载LiDAR与立体摄像头，通过AI自行决定前进路线并自动行驶。右下图中央行驶的就是用于室内的SDV，右上方红色的SDV用于室外，室内用SDV最多可运输约1t的物体，室外SDV最多可运输770kg。此外，目前公司正与SixEye集中开发管理多辆SDV的系统。

目前正在开发在生产一线创造新价值的AI系统（资料：武藏精密工业）	锥齿轮的检查工序（武藏精密工业在第3届AI与人工智能博览会上的展示）	实施了SDV（自动驾驶车）的行驶演示（武藏精密工业在第3届AI及人工智能博览会上的展示）

  武藏精密工业在2019年4月举行的“第3届AI与人工智能博览会”上宣布，将与以色列SixEye Interactive Ltd.成立合资公司“Musashi AI株式会社”。将实现人与机械的协作，通过优化生产工序，开始为客户提供创造新价值的服务。武藏精密工业表示，计划向具有相同问题的制造业以及其他行业推广这一服务。

  武藏精密工业与SixEye的总裁Ran Poliakine一直以来致力于AI技术的开发。SixEye Interactives公司擅长照明、视频处理等，未来双方将共同开发用于自动图像检查装置的AI算法和全自动无人运输车（SDV）。

  目前已获得1家公司用于万向节的AI外观检查系统PoC（系统导入前的测试）服务订单。该服务的目的在于利用AI图像识别，检查生产时造成的损伤。

＜开始销售Neural Cube＞

  武藏精密工业开发了用户企业导入AI系统时可大幅削减工作量的工具“Neural Cube”。内置英伟达Jetson TX2，一键就可安装控制实际作业的控制面板。还安装了英伟达的应用程序CUDA等，提供AI安装所需的软硬件。尺寸：H178×W116×D139mm。

＜通用检查机的实物模型＞

  展示了与SixEye公司共同开发的“通用检查机”的实物模型。检查的零部件从生产线直接连续进入右下图中通用检查机，可一次同时检查6个零部件，检查完的零部件可自动分为合格和不合格产品。

  据悉，如果一个一个检查的话，即使采用AI技术，仍很耗时，赶不上生产线整体的生产速度。

第3届AI与人工智能博览会上，武藏精密工业社长大塚与Ran Poliakine宣布成立合资公司	Neural Cube内置英伟达Jetson TX2（4个Neural Cube并排放置）	面向未来开发通用型“全自动外观检查系统”

武藏精密工业：参展英伟达GTC 2019，并发表演讲

  武藏精密工业参展2019年3月在美国加州圣何塞市举行的英伟达GTC，其AI项目成员还以“生产一线的AI引进：提高生产效率的肉眼检查深度学习”为题发表演讲。
　英伟达的博客上关于该计划的背景、目的和今后展望作如下描述。

  武藏精密工业推动的生产一线AI化不仅是针对日本人口减少导致的劳动力短缺问题，还希望在制造业创造变革。利用英伟达Jetson的外观检查，以及利用全自动无人运输车精简生产工序将适用于制造业的各个领域，从而掀起制造业的变革。

  武藏精密工业正致力于一般软件初创企业更擅长的业务。但是该公司认为，处理庞大数据的大规模经营必然会导致这一结果。武藏精密工业或将成为制造业中利用AI的引领者。目前，该公司还计划基于Neural Cube，将其发展为能检测出更为精细缺陷的系统，还计划跨行业推广。武藏精密工业展现了应该被称之为“AI制造即服务”的巨大构想。

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关键词
丰田、Toyota Research Institute、Toyota Research Institute Advanced Development、Constellation、武藏精密工业、Musashi AI、英伟达、Jetson AGX Xavier、全自动无人运输机

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