摘要:地平线的嵌入式AI如何落地自动驾驶、智能家居和安防?

调研 | 京京 刘馥亮

撰写 | 京京

AI的实现,不仅需要云端和数据中心的大规模计算,还需要本地的实时环境感知、人机交互与决策控制运算,前者可基于GPU和FPGA实现,后者对运算平台的性能、价格、功耗、算法、场景适应性等都提出了全方位挑战,而这一边缘地带,大公司不会轻易涉足,也就给了创业公司机会。

地平线正是顺应这一机会而生。

自2015年成立以来,地平线就定位自身为嵌入式人工智能解决方案提供商,希望通过研发高性能、低功耗、低成本的处理器和算法软件,解决终端设备在本地的算法和计算问题。

地平线创始团队中,不仅有AI软件算法专家——曾创办和参与创办百度深度学习研究院及 Facebook 人工智能研究院的余凯、黄畅、杨铭,还有硬件产品专家——前诺基亚全球副总裁方懿,以及芯片设计专家——前华为美国研发中心芯片资深架构师周峰,成为国内AI初创公司中少有的技术结构完整的创始团队。

一年多来,基于自身的软硬件技术积累,地平线陆续在智能驾驶、智能家居领域实现了商业化落地,不仅联合美的推出了可手势控制和自动调节的智能空调,还在今年CES展上,与英特尔联合发布了基于单目摄像头和FPGA的ADAS系统,该系统基于地平线第一代BPU架构——高斯架构研发。未来,地平线还会推出第二代伯努利架构和第三代贝叶斯架构,为自动驾驶和无人驾驶提供更高性能的嵌入式AI解决方案。

除了汽车、家居,地平线下一步将开拓安防领域。在一系列布局之后,地平线的商业化进程也在加快。余凯对外表示,地平线去年营收千万级,今年目标是营收过亿。

那么,这家成立近两年,横跨三大领域,软硬件兼顾的初创公司,如何选择战略和市场定位?如何实现商业化落地?未来发展前景如何?

近期,爱分析对地平线联合创始人兼硬件副总裁方懿进行了调研访谈,探讨了以上问题,现将精彩内容与您分享如下。

主打嵌入式AI的地平线,今年能否挣到一个亿?| 爱分析调研-爱分析

应用领域:前景广阔需求明确,服务方式灵活

Q:咱们公司的定位是提供软硬件深度结合的嵌入式人工智能解决方案,如何更好地理解这一商业模式?

A:软硬件深度结合是指,我们不仅提供传统意义上的算法、软件SDK,还包括一个专门为深度学习设计的芯片架构。

之所以做嵌入式跟硬件、芯片架构深度整合,是因为深度学习需要大量计算,而算法对芯片的性能、功耗、成本把控都要求很高,只有做到软硬结合,才能提供更好的性能,同时我们又能够保证低功耗和低成本。

从提供方式上来看,我们有一整套的平台解决方案,同时为主要客户提供技术服务。具体我们会按照客户需求来,可能只是一个软件打包,或是一个芯片架构IP授权,也可能是一个完整的解决方案,提供方式比较灵活。

Q:为什么选择智能驾驶、智能家居、安防这三个领域?

A:我们对方向的选择,首先看市场趋势,有机会较快落地,可以让人工智能的新技术进入到生活中去演练。其次,需求相对明确。有些场景比较复杂,但是需求已经比较明确,我们就可以把比较分离的需求归成一个可以去聚焦、并且聚焦之后有共性的几个方向。

当然,这三个方向上我们用的硬件平台也不一样,依然需要深入去做。比如智能驾驶和智能家居,其实差异挺大,所以我们是有两个专门的业务团队在做,而且是有两套解决方案,一个是智能家居的“安徒生”平台,一个智能驾驶的“雨果”平台。

Q:安防领域选择什么方向切入?

A:安防是一个新领域。我们会从端上的智能转化入手,比如利用端上芯片筛选有用数据,过滤冗余无效信息。

Q:和国内其他计算机视觉公司相比,在提供的方案上有哪些差异?

A:其实大家的做法还是不太一样的,我们更追求的是嵌入式人工智能,解决在端上用什么样的方案跟硬件配合,能够做到低成本、低功耗、高性能。

Q:作为一家初创公司,如何兼顾满足不同领域的需求?

A:确实,作为一家初创公司,精力和资源有限,所以我们也会在产品线上进行收敛,比如像VR/AR、无人机也涉及到机器视觉、深度学习,但是我们不会去做,因为不同场景的需求非常发散,要做产品化,投入会非常大。我们现在关注的就是智能驾驶、智能家居和安防三大块,找到它们中间共性的部分,选择一个切入点,谨慎地选择客户。

芯片:需求带动场景化专用AI芯片诞生

在CES 2017上,地平线和英特尔联合发布了一款单目ADAS系统,它基于英特尔FPGA硬件平台,以及地平线设计的第一代嵌入式AI处理器架构——高斯架构。这套方案实现了约500毫瓦功耗,能够每秒实时进行40桢图像输入和处理,同时能够对车辆、行人、车道线和可行驶区域进行实时检测和识别。

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Q:如何理解CPU、GPU、FPGA、AI专用芯片各自发挥的作用?

A:其实每一个芯片架构刚出来时,都是为了不同目的,比如英特尔的CPU是为了PC设计的,它更多的是用来跑通用运算,后来为了加速图像运算,出现了GPU,而处理音频计算的,一直就是DSP(信号处理器),这几个是现在比较成型的芯片。

进入AI时代后,GPU对深度学习的训练模型非常高效,FPGA阵列也开始被用于做交互式计算。但GPU本身成本和功耗非常高,FPGA也不便宜。所以我们提出来要做Brain Processing Unit,是想专门为嵌入式人工智能在端上实现高性能、低功耗、低成本的,支持深度学习的全新运算架构。

此外,在做深度学习芯片时,也有通用和专用之分。通用的有点像CPU,它是一个更开放的训练平台,你愿意在上面跑什么,都可以去跑。而专用的是针对专门的应用场景,再去把它的效率做到更高。像我们做的专业芯片,更注重的就是端上的效率,或者说在嵌入式里面的调用效率,所以我们会在架构里面做更多的优化。

很多专用芯片在需求不明确的时候,可能有一种通用的算法和架构存在,但是当产品或用户需求明确在某个方向时,这种专用芯片的效率就会十倍、百倍地往上增加。

Q:按这个逻辑,每一个特定场景都会选用专门的芯片吗?

A:这取决于这个特定场景是不是有足够的量级去支撑你做芯片,因为芯片的投入毕竟还是很大的,为什么手机芯片到现在还会有新的玩家切进去,是因为这个市场分量还是足够大的。

Q:芯片领域很容易牵扯到专利纠纷,现在AI芯片的知识产权积累情况怎么样?会不会有一些创业公司绕不开的专利?

A:这方面我们也在积累,但芯片相关专利,很难检验,目前还没有看到绕不开的专利。

智能驾驶:进入消费级市场尚远,先让测试车跑起来

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Q:跟英特尔合作的芯片架构是基于单目,为什么选择单目作为切入点?

A:单目虽然还不能支持自动驾驶,但在智能驾驶上有很大应用,就像Mobileye在中国也会有市场,但是它进到中国市场会有局限,比如数据,所以对中国企业来说可能机会更多一些。而且这块市场足够大,比如一些保险公司、“两客一危”的管控等等,基本都是政府强制性要求。

全自动驾驶由于复杂程度太高,目前还不成熟,至少还需要三五年时间。而且成本会很高,要让三四万块钱的车都装的话,还是很难的,而且就算装了,大家也不敢用。但是单摄像头就有机会优化,三四万的车上都可以装,实现辅助功能。

Q:从效果上看,单目和双目是两种平行的方案,还是有优劣之分?

A:看情况而定。如果做得不好,拿两颗摄像头凑一块也没用。Mobileye拿一颗摄像头也打了十几年。所以还是要看你要做什么,在你为特定场景所做的产品上,把一系列有效的技术做到极致才是最有意义的。而且未来会是多传感器的天下,而不只是比camera的多少。

Q:自动驾驶市场英伟达也占了很大一块,地平线做的会有重合吗?

A:基础的东西都比较类似,但英伟达主打非常高的性能,我们主打的是效率,包括功耗和性价比。当然,自动驾驶的市场还没有展开,大家都有机会。

Q:对于自动驾驶汽车来说,会不会对性能要求更高一些?

A:自动驾驶汽车的复杂度,不在于单一算法的性能,而在于多种感知、判断、决策和预测等。英伟达的先驱地位是肯定的,而且已进入产品化阶段。

Q:合作的车,能真正在路上跑,还需要多长时间?

A:这个肯定还需要很长时间,我没办法给出一个明确的答案。我们是To B的企业,把解决方案卖给Tier 1也好,OEM也好,最终通过他们来落地,对于具体的时间,还是需要双方共同计划和沟通,现在还没有一个明确的时间点。

按严格意义上的前装车规来讲,有很长的预研期,然后到研发期,再到认证期,这个过程基本上是5年。但很多合作客户的车其实已经在路上测试,这也是我们短期内实现落地的一个机会。要真正到市场上去,是需要经过严格的车规认证,这是没有办法快速迭代的,因为涉及人的安全问题。

智能家居:选择合适产品和优质品牌,发挥辐射效应

去年8月,地平线和美的合作发布了一款高端智能空调柜机,该产品基于地平线“安徒生”平台研发,融合了手势控制、人员检测、安防监控等技术,实现了手势控制开关、根据喜好自动调节送风模式和风力大小,以及室内24小时安防预警等智能功能。

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Q:过去一年,这款智能空调销量如何?

A:市场销量很不错。这款产品主打高端市场,比较贵。高端市场会产生辐射效应,无论是在美的内部产品线,还是在其他厂家,辐射都已经开始了。一旦辐射开来,起量会更快。在空调家电的图像方面,我们是任何一家厂商的首选。

Q:地平线也有语音团队,以后考虑为家电产品提供整套语音和视觉交互方案?

A:语音产品已经在规划中了,国内也有一些知名家电厂商在跟我们合作,只是还不方便透露。当然,把图像和语音放在一起,肯定是需要逐步去做。

Q:除了空调,还会考虑别的家电品类吗?

A:会有。我觉得有两点特别重要,首先是选择产品,其次是选择客户。

对于初创公司来说,技术能力是一方面,但应用产品和客户的选择也很重要,不能说一个做洗衣机的厂商找我去做手势交互,我就去做,而要看这个产品和应用是不是真的能把公司带起来。我一直认为对于To B公司来说,一方面需要满足客户的需求,另一方面也要有自己的判断,这个需求是不是可以产生辐射效应。

Q:空调为什么是首选呢?

A:首先,空调市场分量非常大,头几家每年就有3000-5000万销量了。其次,价格区间也比较大,能满足不同消费者需求。最后,很重要的一点是,空调在家里会有更多的机会部署,而且部署的位置相对于冰箱、洗衣机会更固定。此外,它要感知的东西更多的是跟人相关,而不是物。

所以,首先从技术上是可执行的,产品上面也有足够的量去支撑落地,而且美的又有很强的执行力,它有对产品、市场和用户很深的理解,我们双方合作挑选一些技术应用,然后测试、优化,最后发布这样一个东西,是非常有价值的。

Q:从谈合作到最后产品下线,大概经历了多长时间?

A:一年多,语音方面也用了差不多类似的时间。说实话,美的作为第一个吃螃蟹的,刚开始还是经历了很长时间的讨论,关于用这些技术实现什么功能,什么样的体验,对用户有没有用,会不会喜欢等。另外不光是算法的优化,硬件方面比如摄像头之类,我们与客户一起都做了很多工作。

Q:在考虑家居应用时,除了空调,有其他合适的家电品类吗?

A:我个人认为TV/机顶盒也会是一个很好的选择。首先它的位置比较固定,另外它跟体感游戏是一个完美结合。微软Xbox属于做得比较好的,但是游戏内容有限。

在交互方式上,现在并没有一个很好的方式,比如对着遥控器做语音交互,不是很自然。自然讲究的是不知不觉,就像我们合作的智能空调,它不知不觉就可以为你调整送风模式。对于监控来说,电视的位置会非常好,而且每家都会有电视。

Q:地平线在电视方面会合作落地一些产品吗?

A:这个不一定。余凯曾经描绘过一个未来家庭生活的场景,比如说电视会自动开关、语音控制,冰箱可以知道蔬菜的新鲜程度,空调可以设成自己喜欢的温度。在智能家居领域,我们会慢慢去达到这样一个场景,只不过需要一个过程。目前落地了空调这个产品,就希望先把它做精,在市场上形成辐射效应。

除了家电,我们也会在玩具和服务机器人领域去慢慢推进,这也是今年的一个战略,但商业化还是需要一定的时间。

Q:美的空调增加这些功能,对成本增加有多大影响?

A:影响肯定有。家电本身对价格相对比较敏感,所以选择了一个高端机型,至于提高了多少比例,我们就不方便透露了。

Q:以后要做别的家电产品,这个方案是直接可以拿来用,还是需要再做改进或定制?

A:核心部分是一致的,但客户肯定会有一些定制需求。我们在做解决方案时,也会根据他们的需求去做,比如提供一些开发应用接口,客户根据我们的接口和开发环境去开发自己想要的应用。客户希望端到端都做好,我们也可以提供这样的服务。

所以整体来讲,就是一个“技术+服务”的业务模式,我们提供标准化接口,在这个接口上面,要么我们替客户做,要么客户拿去自己做。

Q:去年营收千万级,主要来自哪些业务?今年目标过亿,如何实现?

A:一方面,我们合作了一些Tier1和OEM厂商,获得了一些营收,另一方面和美的合作,也带来了一部分收入。今年,这两块都会继续增长,另外也会有新的合作产品推出。