Mit der Cloud vielfältige Fahrszenarien lernen – Wie die Cloud bei großen Datenmengen in der Testausführung von autonomen Fahrzeugen unterstützt
Jeder spricht darüber und alle großen Automobilhersteller entwickeln es – das autonome Fahrzeug. Doch wie „lernt“ ein Fahrzeug, selbständig zu fahren und mit der Flut an Datenmengen (Szenarien, Sensoren etc.) umzugehen? Wir zeigen Ihnen, warum die Cloud einen großen Teil dazu beiträgt und wie der Nutzen der skalierbaren Cloud für die Verarbeitung großer Datenmengen durch Function as a Service (FaaS) entsteht.
Vorsicht Fahranfänger – Wie Fahrzeuge mit riesigen Datenmengen umgehen lernen?
Genauso wie wir Menschen das Fahren lernen – mit Übung. Je mehr Kilometer wir fahren, desto sicherer werden wir im Straßenverkehr. „Learning by doing“ ist hier das Stichwort. Fahrzeuge tun das mit Hilfe von Sensoren, Rechenkapazität und dem Einsatz künstlicher Intelligenz (KI). Die Sensoren überwachen pausenlos umliegenden Gebäude, Fußgängerwege, Verkehrsteilnehmer und andere Personen. Die Rechner verarbeiten diese gewaltige Datenflut mit Hilfe von Algorithmen. Diese interpretieren dann die Daten und schaffen so ein Bild der Umgebung des Fahrzeugs und reagieren darauf.
( zu sehen 09:36 How a driverless car sees the road Quelle: YouTube)
(09:44 How a driverless car sees the road Quelle: YouTube)
Über das maschinelle Lernen tasten sich die Systeme immer mehr an komplizierte Situationen im Straßenverkehr heran. Die Königsdisziplin ist der Arc de Triomphe in Paris – eine Herausforderung für den normalen Autofahrer und eine enorme Herausforderung für ein autonomes Fahrzeug – auch im Hinblick der in dieser Situation zu meisternden Datenmengen.
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KI Algorithmen werden mit Hilfe großer Datenmengen trainiert, damit sie Verkehrssituationen richtig interpretieren, vor allem aber korrekt darauf reagieren können. Dafür werden viele Millionen gefahrene Testkilometer benötigt. Aber vor der Quantität steht die Qualität, denn bei perfekten Bedingungen kann jeder fahren. Ein leistungsstarker Algorithmus muss mit Extremsituationen umgehen können, weshalb er gerade diese lernen muss. Doch wie bringt man ein Fahrzeug kontrolliert in teilweise gefährliche Extremsituationen?
Simulieren statt Probieren
Die enorme Anzahl an zu fahrenden Testkilometern und das Testen gefährlicher Extremsituationen, kann während der Entwicklung eines Algorithmus nicht geliefert werden. Denn nach jeder Änderung an diesen Algorithmen müssten diese Testkilometererneut gefahren werden. Um dieses Problem zu lösen, wird ein Großteil der Testkilometer virtuell per Simulation zurückgelegt. BMW spricht davon, dass „rund 95% der Testkilometer per Simulation absolviert werden“, so Martin Peller [1], Leiter der Fahrsimulation bei BMW. Diese Simulationen können nun entweder in der Cloud oder OnPremise betrieben werden.
Hoch performante Cloud-Anwendungen als Basis
Die Cloud bietet eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber einer On-Premise (Vor Ort) Lösung:
- Kein eigenes Rechenzentrum und somit auch einen geringeren Personalaufwand
- Der Cloud Anbieter liefert meist Support und Wartung Rund um die Uhr
- Die Rechenleistung ist flexibel skalierbar und lässt sich somit perfekt an den Bedarf anpassen
- Die räumliche Unabhängigkeit bietet einen Zugriff von jedem beliebigen Ort aus
- Cloud Anbieter gewährleisten dank Sicherheitskopien und Co eine hohe Datensicherung
- Keine Investitionskosten für Server-Hardware, was den Einstieg kostengünstiger macht
All diese Punkte sprechen für eine Cloud-Lösung und zeigen auf, warum Cloud-Computing-Anbieter wie AWS (Amazon Web Services) und Microsoft Azure so eine Marktrelevanz haben. Auch wir bei doubleSlash beschäftigen uns mit den Big Playern des Cloud Computing und entwickeln hoch performante Cloud Anwendungen. Speziell eben auch im Bereich der Testfahrten-Simulation für autonome Fahrzeuge. Solch performante Lösungen nennt man „Function as a Service“ oder kurz FaaS.
Fazit: Function as a Service als wichtiger Bestandteil bei der Entwicklung autonomer Fahrzeuge
Anwendungen wie die Simulation von Testfahrten oder der Sprachassistent Alexa sind Beispiele für eine Function as a Service (FaaS) Lösung. Dabei werden dem Anwender einzelne Funktionen zur Verfügung gestellt, die angesprochen werden können und innerhalb kürzester Zeit Ergebnisse liefern. Bei Alexa wäre das beispielsweise eine Anfrage, wie das Wetter morgen wird.
Daher findet der FaaS Ansatz häufig dann seinen Einsatz, wenn Performanz und Skalierbarkeit Kernanforderungen an die Lösung sind. Zudem wird nur die tatsächliche Rechenzeit, die zur Ausführung der Funktionen benötigt wird, in Rechnung gestellt.
FaaS-Lösungen und damit leistungsfähige Cloud Infrastrukturen wie Azure und AWS sind also ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung autonomer Fahrzeuge.
Hier geht es zu Teil 2 und 3 der Blogserie:
Teil 2: Codequalität für autonome Fahralgorithmen gewährleisten
Teil 3: Application Performance Monitoring (APM) von Microservices und FaaS in OpenShift
Weitere Artikel rundum das autonome Fahren:
https://blog.doubleslash.de/autonomes-fahren-im-praxistest-zf-teststrecke-im-selbstversuch/
https://blog.doubleslash.de/vision-zero-durch-autonomes-fahren/
Quellen:
https://www.bmw.com/de/innovation/die-entwicklung-selbstfahrender-autos.html
https://www.automotiveit.eu/virtuelle-kilometerfresser/entwicklung/id-0064486
https://www.it-management.today/on-premise-vs-cloud-software-vor-und-nachteile/
