《電子技術(shù)應(yīng)用》
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AI在汽車中的應(yīng)用:實用深度學習

2018-09-13
關(guān)鍵詞: 深度學習 AI 汽車

  在未來的某個時候,,人們必定能夠相對自如地運用人工智能,,安全地駕車出行。這個時刻何時到來我無法預見,;但我相信,,彼時“智能”會顯現(xiàn)出更“切實”的意義,。

  與此同時,通過深度學習方法,,人工智能的實際應(yīng)用能夠在汽車安全系統(tǒng)的發(fā)展進步中發(fā)揮重要的作用,。而這些系統(tǒng)遠不止僅供典型消費者群體掌握和使用。

  深度學習這一概念在幾十年前就已提出,,但如今它與特定的應(yīng)用程序,、技術(shù)以及通用計算平臺上的可用性能更密切相關(guān)。深度學習的“深度”層面源于輸入層和輸出層之間實現(xiàn)的隱含層數(shù)目,,隱含層利用數(shù)學方法處理(篩選/卷積)各層之間的數(shù)據(jù),,從而得出最終結(jié)果。在視覺系統(tǒng)中,,深度(vs.寬度)網(wǎng)絡(luò)傾向于利用已識別的特征,,通過構(gòu)建更深的網(wǎng)絡(luò)最終來實現(xiàn)更通用的識別。這些多層的優(yōu)點是各種抽象層次的學習特征,。

  例如,,若訓練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)來對圖像進行分類,則第一層學習識別邊緣等最基本的東西,。下一層學習識別成形的邊緣的集合,。后續(xù)圖層學習識別諸如眼或鼻這樣的形狀的集合,而最后一層將學習甚至更高階(如面部)的特征,。多層更擅長進行歸納,,因為它們可以學習原始數(shù)據(jù)和高級分類之間的所有中間特征,。如圖1所示,這種跨越多層的歸納對于最終用例是有利的,,如對交通標志進行分類,,或者盡管存在墨鏡、帽子和/或其他類型的障礙物,,也可能識別特定面部,。

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  圖 1:簡易交通標志示例

  深度學習的“學習”層面源于對分層網(wǎng)絡(luò)如何在給定大量已知輸入及其期望輸出的情況下產(chǎn)生更準確結(jié)果(圖2)所需的訓練(反向傳播)的迭代。這種學習減少了那些迭代產(chǎn)生的錯誤,,并最終獲得分層函數(shù)的結(jié)果,,以滿足整體系統(tǒng)需求,并為目標應(yīng)用程序提供極其穩(wěn)健的解決方案,。這種學習/分層/互連類型類似于生物神經(jīng)系統(tǒng),,因此支持人工智能的概念。

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  圖 2:簡易反向傳播示例

  盡管深度學習具有效力,,但其在實際應(yīng)用中也遇到了一些挑戰(zhàn),。對于容易受到系統(tǒng)限制因素(如總體成本、功耗和擴展計算能力)影響的嵌入式應(yīng)用程序而言,,在設(shè)計支持深度學習功能的系統(tǒng)時必須考慮這些限制因素,。開發(fā)人員可以使用前端工具,如Caffe(最初由加州大學伯克利分校開發(fā)的深度學習框架)或TensorFlow(谷歌的發(fā)明)來開發(fā)總網(wǎng)絡(luò),、層和相應(yīng)的功能,,以及目標最終結(jié)果的培訓和驗證。完成此操作后,,針對嵌入式處理器的工具可將前端工具的輸出轉(zhuǎn)換為可在該嵌入式器件上或該嵌入式器件中執(zhí)行的軟件,。

  TI深度學習(TIDL)框架(圖3)支持在TI TDAx汽車處理器上運行的深度學習/基于CNN的應(yīng)用程序,以在高效的嵌入式平臺上提供極具吸引力的高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)功能,。

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  圖 3:TIDL框架(TI器件轉(zhuǎn)換器和深度學習庫)

  TIDL框架為軟件可擴展性提供快速嵌入式開發(fā)和平臺抽象,;在TI硬件上實現(xiàn)用于加速CNN的高度優(yōu)化的內(nèi)核,以及支持從開放框架(如Caffe和TensorFlow)到使用TIDL應(yīng)用程序編程界面的嵌入式框架進行網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器,。


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