從搞科研到商業運作：Alberto Broggi 研究計算機視覺的二十年

1998年，義大利。一輛汽車終於跑完2000公里，不過是以自動駕駛的方式。

此前，自動駕駛汽車已經在美國DARPA挑戰賽中被證明能夠通過220英里（約354公里）的越野道路，但還沒有測試車輛能夠完成更加漫長的洲際旅行。

在義大利測試的車輛由當地一家名為VisLab的實驗室研發而成，這個機構最初是義大利帕爾馬大學的研究實驗室。自1990年創立後，VisLab主攻車輛應用的計算機視覺和環境感知，並在幾年後從學校獨立出來。

2015年，VisLab被美國Ambarella （下稱「安霸」）收購，並成為後者在義大利的自動駕駛團隊，因採用基於低成本攝像機和計算解決方案來實現汽車自動駕駛而受到業內關注。

主導VisLab創立和後續運行的，便是義大利人Alberto Broggi， 現任安霸義大利公司總經理，同時也是帕爾馬大學的計算機工程教授。

作為業內公認的計算視覺技術應用（主要是汽車領域）先驅，Broggi 積极參与自動駕駛技術的研發已經有 25 個年頭了，尤其在計算機視覺和環境感知方面積累了豐富經驗。

Broggi在1966年出生於義大利的Ponte Taro，1985 年進入帕爾馬大學後，他開始埋下第一顆熱愛計算視覺技術的種子。最終在大學裡讀了 6 年的電子工程學並在信息技術部謀得研究院的職位。

VisLab 創始人、安霸義大利總經理、帕爾馬大學計算機工程教授 Alberto Broggi

1994 年，Broggi 再下一城，拿到了自己的博士學位。讀博期間，他開始用更寬廣的視角考慮自動駕駛的技術要求、實際限制和社會影響等。對計算視覺技術的熱愛以及早期探索讓他決定在大學內建立一個計算機視覺研究小組，這時 VisLab 就應運而生了。

實際上，作為擁有菲亞特、阿爾法·羅密歐、法拉利和蘭博基尼等汽車品牌的國家，義大利對於智能車輛的研究並不算晚。在世界上最早研發的幾種智能車輛里，義大利的MOB-LAB智能車輛以「移動實驗室」為代名詞，主要通過計算機視覺系統來檢測車道軌跡，進而實現車輛自主駕駛。

當時，Broggi和團隊一起，和義大利都靈理工大學共同建立了用於圖像確認和分析的汽車硬體架構，以進一步開發和測試智能車輛領域的初始理論。

雷鋒網新智駕了解到，Broggi和團隊進行的基礎和應用研究主要包括，通過攝像機和與其他感測器融合從而進行周圍環境感知，研究範圍涵蓋人工視覺、圖像處理、機器學習、神經網路、機器人和感測器融合等領域。

Broggi團隊早期研發的ARGO汽車原型

1996年，Broggi的團隊啟動開發一款名為ARGO的汽車原型，這是一輛配備了視覺感測器、處理系統和車輛執行器的乘用車，Broggi團隊的工作是為它開發相關的軟硬體，以用於在標準道路上進行自動駕駛。

兩年後，ARGO在94%的自動駕駛模式下跑完了2000公里，測試環境是義大利固定的高速公路，這一結果後來被業內認為是全球車輛機器人里程碑之一。研究工作的順利，讓VisLab後來終於從實驗室轉為商業公司，Broggi也在學者之外增加了一重商人身份。

2009年，11名VisLab的研究人員成立了一家名為「VisLab srl 」的公司，開始將一些核心研究成果進行商業化。

正式獨立後，VisLab 的團隊繼續在 Broggi 的領導下不斷前進，2010 年他們完成了「VisLab 洲際自動駕駛大挑戰」，自動駕駛測試車狂奔 1.3 萬公里，從義大利開到了中國。2013 年，VisLab 又進行了「城市道路駕駛」測試，其中有些路段駕駛席上甚至連安全司機都沒有。

後來隨著自動駕駛大潮的興起，VisLab 的焦點從純研究轉向了計算視覺技術的快速商業化。

事後看來，Broggi 團隊最為重要的一次動作是，促使VisLab在2015 年被美國半導體公司安霸收購，Broggi 則成為安霸研發基於視覺感知的自動駕駛技術的核心人物，徹底實現商業化蛻變。

安霸於 2004 年由 Fermi Wang（美籍華人）和 Les Kohn 在矽谷創立，是一家SoC晶元設計公司，主要為行業提供低功耗、高清視頻壓縮、圖像處理以及及計算視覺解決方案。其晶元和軟體用於安防攝像機、運動相機、無人機攝像機、攜帶型穿戴相機以及其他設備的圖像處理。

在安霸的發展過程中，智能硬體浪潮和以行車記錄儀、運動攝影機、無人機以及專業/家庭安防攝像機等硬體的普及，均為其帶來了豐厚收入。不過，隨著移動攝像頭市場逐漸接近飽和，曾占安霸整體營收達30%的GoPro開始逐步退出高清運動機業務，新業務的探索早在幾年前已經開始。

在去年的 CES展上，安霸推出了為高度自動駕車輛設計的全新架構計算機視覺晶元CV1，並展出了基於CV1的完全依靠視覺進行公開道路自動駕駛的車輛EVA。當年5月，這家公司再推出兩顆升級版晶元CV22和CV2，支持低功耗的深度學習駕駛，並且在CV2上支持雙目立體視覺加速，技術不斷迭代升級。

在今年CES展上，安霸還展出了基於CV25，以及採用多款晶元的演算法演示，和競品的性能對比，以及基於CV系列晶元的產品原型。

資料顯示，安霸首顆AI晶元CV1 採用了新的CVflow架構和三星的14nm CMOS 工藝製程，支持高達4K或800萬像素解析度的計算機視覺處理，可提供立體視覺處理和深度學習感知演算法。

而去年發布的CV22和CV2系列則採用了10nm製程，並且性能有了大幅改善。

全新架構的推出，仰賴的正是 Broggi 團隊在機器學習和雙目立體視覺方面的深厚經驗以及安霸多年來在超高清圖像處理、低功耗SoC設計以及高性能並行計算等領域的專業知識。安霸對於VisLab的收購和技術融合現在看來是個非常成功的案例。

隨著全球汽車行業向自動駕駛進軍，安霸逐漸將最初的前裝業務如行車記錄儀、電子後視鏡和車載環視影像等設備的圖像處理器，轉為ADAS和更高級別的自動駕駛所需要的計算機視覺處理器。截至去年，安霸整體營收的15%來自汽車行業。

2018年，Popular Mechanics雜誌稱Broggi 的自動駕駛汽車技術專利，是「改變世界的15個專利」之一。

從做科研到進入商界這一點，Broggi 與Mobileye的首席執行官Amnon Shashua很像，後者畢業於耶路撒冷希伯來大學並獲得教授頭銜，隨後在1999年和Ziv Aviram共同創立Mobileye，主要從事ADAS系統和自動駕駛視覺技術開發。目前，Mobileye同樣已經成為Intel的子公司，Amnon Shashua作為高級副總裁主要帶領Intel的全球組織專註研發ADAS、高度自動駕駛輔助系統和全自動駕駛，完成了從學者到商人的成功過渡。

有趣的是，Broggi 和Amnon Shashua各自的母公司安霸和英特爾，在自動駕駛領域也形成了一定的競爭關係。

這表現在CV2等安霸的深度學習SoC被業內視為是將與Mobileye的計算機視覺SoC展開競爭的產品。符合車規級的CV2，在晶元中整合了計算機視覺、圖像處理、4Kp60視頻編碼與雙目立體視覺技術，並且可提供相較CV1高達20倍的深度神經網路性能，其低功耗卻在同行業中處於領先梯隊。

與Mobileye的計算機視覺SoC不同的是，CV1和CV2均可以在同一晶元上提供單目和雙目立體視覺處理。其實，業界對究竟要採用單目還是雙目立體視覺開發自動駕駛曾產生過爭論。

基於成本、可靠性和易用性等因素，Mobileye選擇了通過單目視覺提供包括行人檢測、車道保持和自適應巡航等輔助駕駛技術。而在Broggi等立體視覺支持者看來，以3D視角計算單個攝像頭感測器接收的平面2D架構時，單目視覺系統會表現得不夠穩定，雙目立體視覺則可以感受精確的深度信息，所以如果用於障礙物檢測，可處理從未見過且未經訓練的目標。

隨著攝像機成本的不斷下降，未來Broggi開發的支持立體視覺的方案或許可以迎頭趕上。

早在2002年，Broggi就在自己撰寫的《智能車輛：智能交通系統的關鍵技術》中總結道，隨著智能車輛上感測器單元的大量使用，視覺類被動式感測器與主動式感測器相比就顯出了明顯優勢，視覺感知系統成為車輛對外感知系統中的重要組成部分，將來一定會達到車輛綜合感知系統會超過駕駛員的對外感知能力。

無須諱言，Broggi團隊對於車輛應用領域計算機視覺的研究經歷了由簡至繁的過程。

據雷鋒網新智駕了解，該團隊最初研發的ARGO是一款能夠通過使用微型攝像機感知和分析周圍環境，計劃軌跡並在正常道路上行駛的乘用車。但是，相比後來的自動駕駛測試環境，它還是顯得有些簡單。

到了2005年，在當年的DARPA城市道路挑戰賽上，Broggi團隊研發的一輛名為TerraMax的車輛成功穿過長達132英里（約212公里）的包含沙漠和山脈的越野賽道，TerraMax成為當時唯一使用視覺系統作為主要感知手段完成比賽的車輛。2014年3月，VisLab再次推出名為DEEVA的新型自動駕駛汽車時，車輛已經擁有20多個攝像頭、4個激光器、GPS和IMU等部件。

Broggi認為，對於智能車輛來說，車載TIS的主要任務之一就是感知外界環境，主要通過觸覺、聲音、激光、雷達和視覺感測器等不同的途徑來感知外界信息。

他指出，視覺感測器屬於被動感測器，與其他感測器比較起來有諸多優點，並且在採集信息時是以非侵犯的方式進行，不會增加環境雜訊，可以廣泛應用於車道檢測、交通信號識別和障礙物檢測等方面。值得注意的是，Broggi還提到，視覺感測器也存在一定缺陷，例如在霧、夜晚、太陽直射等情況下，視覺系統的魯棒性距離要求還有一定的差距。

整體來看，Broggi團隊一直聚焦於計算機視覺，通過低成本的攝像頭採集周邊信息。相比其他自動駕駛公司，該團隊的優勢主要在於很早便完成了大量測試以進行技術驗證，這裡面包括單車和車隊的一系列全球各地的、不同距離和難度的無人駕駛演示。比如，完成了在2010年進行的VIAC（The VisLab Intercontinental Autonomous Challenge），這也是世界上第一個跨洲的上萬公里無人駕駛測試。

回顧Broggi的過往經歷發現，他從大學時代起就與車輛的計算機視覺研究產生了密切聯繫，並在此後的二十多年間不斷深入研究，最終為自動駕駛的提供了豐富的計算機視覺解決方案。隨著近幾年自動駕駛從技術研發走向商業落地，相關技術的商業化進程或將進一步加快。

Broggi曾在2010年用一輛由電動車改造的自動駕駛汽車，穿越多樣極端環境從帕爾馬成功到達上海，總行程達8000英里（約12874公里）。

時隔近十年後，他將出席參加由雷鋒網新智駕和上海國展聯合舉辦的AI+智能汽車創新峰會，並作演講，分享汽車計算機視覺和環境感知方面的話題。

官網：https://gair.leiphone.com/gair/iv2019

主辦方：雷鋒網新智駕&上海國展

規模：500人

時間：2019.4.18

地點：上海·國家會展中心

計劃擬邀的部分嘉賓：

• 鄭南寧，中國工程院院士、中國自動控制領域專家、中國自動化學會理事長、IEEE Fellow

• Alberto Broggi，義大利帕爾馬大學教授，IEEE Fellow，VisLab 創始人、現任安霸義大利公司總經理

• 鄧志東，清華大學計算機系教授，博士生導師。中國自動化學會理事，中國自動化學會智能自動化專業委員會主任

• 余凱，地平線創始人兼 CEO，前百度 IDL 常務副院長，百度研究院副院長，深度學習實驗室主任

• Anand Gopalan，Velodyne CTO

• Markus Schupfner，偉世通 CTO

• 多位智能汽車產業鏈公司創始人、CEO

6 大主題：12 個演講+1 個圓桌

• 追根溯源：從「功能汽車」到「智能汽車」

• 成就智能汽車的基礎技術

• 電動汽車：智能汽車的最佳載體

• 智能汽車時代下的技術應用場景

• AI+智能汽車時代下的基礎設施

• 智能化大勢已定，智能汽車新的投資機會在哪？

如想提前獲得峰會免費門票，掃描上方圖片二維碼報名，審核通過後即可獲取2019 AI+智能汽車創新峰會門票。

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