Openpilot：自动驾驶开源新星
Openpilot：自动驾驶开源新星
Openpilot是Comma.ai推出的开源L2级辅助驾驶系统，自推出以来就因其创新的端到端设计和强大的功能而备受关注。本文将从技术原理、实际应用、硬件发展和社区影响等多个维度，深入解析这个开源项目的魅力所在。
核心技术：端到端的Supercombo模型
Openpilot的核心是名为Supercombo的端到端模型，它直接从摄像头图像预测车辆轨迹。整个系统架构如图所示：
具体来说，模型的执行流程包括以下几个部分：
预处理：从摄像头拍摄的原始单帧3通道RGB图像（大小为3×256×512）被转换为6通道YUV格式（大小为6×128×256）。然后，两帧连续图像被拼接在一起作为模型输入，结果输入大小为12×128×256。
主网络：主网络采用了Google的Efficientnet-B2，具有良好的性能和高效性。它采用组卷积以减少主干网络中的参数量。为了捕捉时序信息，一个GRU（门控循环单元）连接到主干网络。
预测头：几个全连接层附加到GRU上，作为预测头。输出包括5个可能的轨迹，其中置信度最高的一个被选择为计划轨迹。每条轨迹包含在自车坐标系统下的33个3D点的坐标。此外，Supercombo还预测车道线、道路边缘、前方物体的位置和速度，以及一些其他的车辆信息。
值得注意的是，虽然网络结构以及预处理和后处理方法是开源的，但训练过程和数据仍是内部的。Comma.ai声称其Supercombo模型是从100万分钟的驾驶视频中训练出来的。
实际应用：支持275+种车型
Openpilot已经设计兼容了超过275种车型，可以体验到类似于Tesla Autopilot的驾驶辅助功能。其主要功能包括：
- 自适应巡航控制（ACC）：通过计算机视觉和雷达技术，Openpilot能够实现自适应巡航，自动调整车辆速度，以保持与前车的安全距离。
- 自动车道居中（ALC）：利用车载摄像头和算法，系统可以帮助车辆始终保持在车道中央行驶，减少驾驶员的操作压力。
- 前向碰撞警告（FCW）：系统实时监测前方道路情况，当检测到潜在的碰撞风险时，会发出警告提醒驾驶员采取行动，增强驾驶安全性。
- 车道保持辅助（LKA）：通过计算机视觉技术，Openpilot能够检测车道线并保持车辆在车道内行驶，防止车辆无意偏离车道。
Openpilot的灵活性和可定制性使其能够适应各种车型和驾驶场景。此外，它还支持在PC上通过CARLA模拟器进行开发和测试，让开发者无需特定硬件即可进行算法优化和功能开发。
硬件升级：从EON到Comma2
Openpilot的硬件平台经历了多次升级。最初的版本使用的是8年前的乐视手机，配备高通芯片，算力为2.5TOPS。而最新一代的硬件平台Comma2则在多个方面进行了升级：
- 红外摄像头：新增红外摄像头，用于夜间监测驾驶员状态，提高夜间行车安全性。
- 硬件安全性：移除了手机电池，提高了设备的整体安全性。
- 兼容性：进一步优化了与更多车型的兼容性，目前支持超过275种车型。
社区与影响力
Openpilot在开发者社区中拥有极高的声誉。其GitHub仓库获得了超过49.1K个Star，显示了开发者对其技术的认可。更重要的是，Openpilot在实际应用中也获得了专业机构的好评。2020年，《消费者报告》将其评为18个竞争对手中最佳，击败了特斯拉、凯迪拉克、福特等知名品牌。
未来展望
Openpilot的成功证明了端到端的自动驾驶系统在实际应用中的可行性。随着硬件技术的不断发展和训练数据的持续积累，我们可以期待Openpilot在未来的版本中实现更高级别的自动驾驶功能。同时，其开源模式将继续吸引更多的开发者和研究机构参与，共同推动自动驾驶技术的发展。
Openpilot作为自动驾驶领域的开源新星，以其创新的技术架构和开放的开发模式，正在为自动驾驶技术的普及和进步做出重要贡献。无论是对开发者还是对普通消费者来说，Openpilot都是一个值得关注和期待的项目。