智驾系统研发中被高频问到的有些面试问题，这份文档能帮到你-天涯论坛

j8typz 发表于 2024-8-25 08:31:24

智驾系统研发中被高频问到的有些面试问题，这份文档能帮到你

作者| 山丘
出品| 焉知
1、单目视觉感知亦能实现双目视觉感知同样的深度信息检测吗？
单目视觉感知一般指的是经过单个摄像头或传感器获取的视觉信息。尽管它在获取深度信息方面可能不如双目或多目视觉系统那样直接，然则经过有些技术和算法，能够尝试实现类似的深度信息检测。
一种平常的办法是利用单目视觉的图像信息和计算机视觉技术，例如结构光、纹理、运动等方面的特征，结合设备学习或深度学习算法，经过训练模型来估计物体的深度信息。这种办法被叫作为单目深度估计或单目视觉深度估计。经过对海量已知深度的图像进行训练，模型能够学习到图像中的区别区域与实质深度之间的关系，从而在未知场景中推断深度。
虽然这种办法可能不如双目或多目系统那样精确，但在许多应用场景中已然证明是有效的，例如智能手机的虚化背景功能、自动驾驶车辆中的阻碍物检测等。随着技术的持续进步，单目视觉深度估计的准确性和稳定性亦在持续加强。
2、除了深度信息外，单目视觉感知对场景物体的高程信息识别呢？
单目视觉感知一般难以直接获取场景物体的高程信息，由于单个摄像头只能供给二维图像信息，缺乏深度感知。高程信息一般指的是物体在垂直方向上的位置或高度。
尽管如此，经过有些技术和算法，单目视觉系统仍然能够间接地推断物体的高程信息。其中一种平常的办法是利用单目视觉中的透视变换和物体的体积、形状等特征来估计物体的相对高度。例如，在图像中较远处的物体一般会显出较小，而较近处的物体则会显出很强，经过这种尺度感知，能够大致推断物体的相对高程。
当然，推理物体的高程信息一般需要创立在有些先验知识或真值系统的基本上。例如，经过观察海量场景中物体的体积、形状以及它们在图像中的位置关系，能够创立有些规则或模型来推断物体的相对高度。
这种推理过程可能会受到有些原因的影响，例如摄像头的位置和朝向、场景的光照要求、物体之间的遮挡等。因此呢，在实质应用中，需要进行海量的数据收集和分析，并结合设备学习或深度学习等技术来训练模型，以加强对高程信息的推断准确性和稳定性。
3、倘若结合激光、IMU等传感器是不是能够大幅提高单目视觉对高程信息和深度信息的检测呢？
除了以上纯单目视觉感知识别外，还能够结合其他传感器或信息源来加强对高程信息的识别。例如，利用惯性测绘单元（IMU）来获取相机的姿态信息，从而更准确地估计物体的高度。另一，能够运用激光雷达（LiDAR）等传感器来获取更精确的三维信息，而后将其与单目视觉的图像信息进行融合，以得到更准确的高程信息。
首要，激光雷达（LiDAR）：能够供给精确的三维空间信息，经过测绘物体到传感器的距离，能够得到物体的高程信息。将LiDAR获取的三维点云数据与单目视觉的图像信息进行融合，能够加强对物体高程信息的识别准确性。例如，能够经过匹配图像中的特征点和LiDAR点云中的特征点，来确定物体在三维空间中的位置和高度。
其次惯性测绘单元（IMU）能够供给传感器在空间中的姿态信息，包含加速度和角速度等。结合单目视觉的图像信息和IMU供给的姿态信息，能够更准确地估计摄像头的位置和方向，从而改善对物体高程信息的推断。
经过对摄像头的姿态进行跟踪和校正，能够更精确地将图像中的物体位置映射到三维空间中，从而加强对高程信息的检测准确性。
综上所述，激光雷达和IMU等传感器供给的额外信息能够帮忙改善单目视觉感知系统对高程信息的检测能力，使其在三维场景中更准确地推断物体的位置和高度。
总的来讲，单目视觉感知在获取物体的高程信息方面可能会受到有些限制，但经过结合其他传感器、算法和技术，能够在必定程度上实现对物体高程信息的识别。
4、BEV感知2D转3D的详细原理是什么？
经过车辆采集多种传感器，包含摄像头、激光雷达（LiDAR）、雷达等数据进行数据预处理。该周期需要对摄像头图像进行校准和去畸变，保证准确的几何信息。对LiDAR和雷达数据进行滤波和去噪，以减少不必要的干扰和误差。随后进行传感器数据融合，将来自区别传感器的数据进行融合，形成一个综合的环境模型。一般运用的办法包含传统的传感器融合技术，如卡尔曼滤波器或扩展卡尔曼滤波器，以及基于深度学习的数据融合办法。
之后，便是运用摄像头图像进行几何建模，例如利用单应性矩阵进行相机定位和场景重建。对2D图像中的物体进行特征提取和跟踪，从而推断其在3D空间中的位置和形状。时期，需要进行必要的运动估计。分析相邻帧之间的运动信息，例如使用光流法或视觉惯性里程计（VO）。经过对物体的运动轨迹进行建模，推断它们的速度和加速度。在深度学习应用周期，运用深度学习模型对传感器数据进行端到端的学习。这时期能够基于深度卷积神经网络（CNN）的办法，如利用卷积神经网络对点云进行处理，或运用CNN进行图像语义分割等。亦能够利用地图辅助的办法，将实时获取的环境数据与预先生成的地图进行对比和匹配。这种利用地图中的信息，例如道路几何、交通标志等，能够很好的加强感知的准确性和鲁棒性。
最后，是生成综合感知结果。将来自区别过程的结果进行综合，得到一个全面的3D环境模型。这个模型包含车辆周边的阻碍物、道路结构、交通标志等信息，为车辆的自主导航和驾驶决策供给支持。
经过以上过程，车辆能够将来自传感器的2D数据转换成更加丰富和准确的3D环境鸟瞰信息，从而实现对周边环境的感知和理解。
5、BEV Fusion算法把3D Lidar数据用View transformer变成2D，是不是会更省算力，那样Lidar距离信息会丢失么？
View Transformer是一种将3D点云数据映射到2D平面的技术，它能够将3D数据投影到特定的平面或视角上，例如将3D点云投影到车辆周边的鸟瞰图像中。这种转换能够大大简化数据处理和分析的繁杂性，由于2D数据的处理一般比3D数据更加有效。
BEV Fusion算法是完全能够将3D LiDAR数据转换为2D的View Transformer，的确能够在必定程度上降低计算成本和算力，但这种转换过程可能会导致有些信息丢失。
然而，经过View Transformer将3D LiDAR数据转换为2D时，确实会丢失有些信息，其中包含了距离信息。在2D投影中，LiDAR数据一般只包括了物体在水平方向上的位置信息，而垂直方向上的距离信息则会丢失。这可能会影响针对物体的精确距离测绘和深度感知，尤其是针对远处的物体或垂直方向上的高度变化很强的物体。
虽然这种转换会丢失有些信息，但在某些场景下，例如在车辆周边的鸟瞰视角中进行阻碍物检测和路径规划时，对距离信息的需求可能相对较低。因此呢，经过View Transformer将3D LiDAR数据转换为2D能够供给一种更有效的方式来处理和分析LiDAR数据，尤其是在有限的计算资源下。但在某些应用场景中，仍然可能需要保存完整的3D信息，以保证针对距离和深度的准确感知。
6、LSS的lift环节，将深度分布特征和图像特征做外积之后，得到的结果为何叫视锥特征？
在LSS（Lidar and Semantic Segmentation）中的"Lift"环节，触及到将深度分布特征和图像特征进行外积操作。这个外积操作得到的结果被叫作为"视锥特征"，其名叫作源自于这个特征的形式和其所暗示的信息。
外积操作：在LSS中，"Lift"环节的关键过程是将来自深度信息（例如LiDAR）的特征与来自图像信息的特征进行外积操作。外积操作将两个特征的每一个元素两两相乘，从而产生一个新的特征暗示。在这儿，深度分布特征和图像特征之间的外积能够用来捉捕它们之间的关联性和交互信息。
视锥特征的命名："视锥特征"这个名叫作的源自能够解释为以下两点：
视锥的形状：深度信息一般暗示了物体在三维空间中的位置和距离分布，而图像信息则供给了物体在二维图像平面上的外观特征。将这两种信息进行外积操作，能够看作是将深度信息沿着视角（视锥）与图像信息进行融合，从而产生了一种新的特征暗示。
视锥特征的含义：因为该特征是经过深度和图像信息之间的外积得到的，因此呢它能够被视为是深度信息在视锥方向上的投影与图像信息的结合。这种特征既包括了来自深度信息的位置和距离分布的信息，又包括了来自图像信息的物体外观特征，因此呢被叫作为"视锥特征"。
综上所述，"视锥特征"这个名叫作既强调了深度信息和图像信息之间的融合，又明显了这种融合所产生的新特征针对捉捕物体在视野范围内的位置、距离和外观等信息的重要性。
7、BEVFormer是怎么建模高度信息的？
BEVFormer是一种基于Birds Eye View（BEV，鸟瞰视角）的深度学习模型，用于处理3D场景感知任务，如阻碍物检测和目的跟踪。在处理3D场景时，BEVFormer经过设计特定的网络结构来建模高度信息。以下是BEVFormer建模高度信息的通常办法：
输入暗示：BEVFormer一般接受的输入是来自3D传感器（如激光雷达或深度相机）的点云数据。这些点云数据包括了关于场景中物体的位置信息，一般以(x, y, z)的形式暗示，其中(x, y)暗示在地平面上的位置，z暗示物体的高度。
BEV暗示：BEVFormer首要将输入的3D点云数据转换为Birds Eye View（BEV）暗示。这寓意着将3D点云投影到一个平面上，一般是一个水平平面，以便更易地处理和分析。在BEV暗示中，每一个点都被映射到平面上的一个像素位置，并且能够保存其高度信息。
高度编码：在BEVFormer中，高度信息一般经过一种编码方式进行处理，以便于神经网络模型的学习。平常的高度编码办法包含将高度值离散化为多个区间，并将每一个区间映射到一个独热编码向量。这般做的目的是让模型能够更好地理解和利用高度信息。
网络设计：BEVFormer的网络结构一般会思虑到高度信息。这可能包含在网络中添加专门的高度信息通道，或设计能够有效利用高度信息的网络层或模块。例如，能够运用卷积层或重视力机制来处理高度信息，并将其融合到网络的其他部分中。
损失函数：在训练BEVFormer时，一般会定义一种损失函数来衡量模型的性能。这个损失函数一般会思虑到高度信息，以保证模型能够有效地利用这些信息来进行任务，如阻碍物检测或目的跟踪。
经过以上几个过程，BEVFormer能够很好地建模高度信息，并将其有效地融入到3D场景感知任务中，从而加强模型针对场景的理解和处理能力。
8、为何要进行BEV轻量化？轻量化的BEV算法有那些？怎样安排落地？
在智能驾驶中，对BEV（Birds Eye View，鸟瞰视角）进行轻量化处理有几个重要原由。首要是实时性需求。由于智能驾驶系统需要在实时性需求下对车辆周边环境进行准确的感知和分析。因为BEV供给了全景视角，因此呢可能需要处理海量的图像数据。经过轻量化处理，能够加快对BEV图像的处理速度，使系统能够更快地做出反应。其次是减少计算资源需要。BEV图像的处理可能需要海量的计算资源，包含CPU和GPU等。对BEV进行轻量化处理能够减少对计算资源的需要，使系统能够在有限的资源下更有效地运行。同期，轻量化BEV还能够有效降低功耗。因为处理海量图像数据会消耗海量的能量，这针对纯电动汽车来讲尤为重要，由于能源的运用直接影响续航里程。经过轻量化处理BEV图像，能够降低系统的功耗，延长车辆的续航里程。另外，轻量化BEV处理还能够加强系统稳定性。因为轻量化处理能够降低系统的负荷，减少因处理海量数据而引起的系统崩溃或延迟。这有助于加强系统的稳定性和靠谱性，保证智能驾驶系统能够在各样繁杂的驾驶场景下正常运行。
在轻量化的BEV（Birds Eye View，鸟瞰视角）算法方面，重点的目的是减少计算和内存资源的消耗，同期尽可能地保持良好的性能。以下是有些平常的轻量化BEV算法及其安排落地区式：
PointPillars：
PointPillars是一种轻量级的LiDAR数据处理算法，它经过将3D点云数据投影到BEV平面，并运用二维卷积神经网络（CNN）来进行物体检测。
安排落地时，能够将PointPillars算法安排在嵌入式系统或边缘计算设备上，如NVIDIA Jetson系列等，以实现实时的阻碍物检测和感知任务。
PV-RCNN（Point-Voxel CNN）：
PV-RCNN是一种结合了PointNet和二维卷积的轻量级3D物体检测算法，它运用体素化（Voxelization）技术将点云数据转换为3D体素网格，而后在BEV平面上进行处理。
安排落地时，能够利用GPU加速的嵌入式系统或专用的边缘计算设备来实现PV-RCNN的实时推断。
SparseBEVNet：
SparseBEVNet是一种基于稀疏暗示的轻量级BEV算法，它经过对点云数据进行稀疏采样和投影，而后运用轻量级神经网络来进行目的检测和分割。
安排落地时，能够将SparseBEVNet算法安排在低功耗的智驾系统域控上，以实现针对稀疏点云数据的有效处理和推断。
MobileNetV3-SSD：
MobileNetV3-SSD是一种轻量级的图像物体检测算法，它采用了MobileNetV3做为骨干网络，并结合了SSD（Single Shot MultiBox Detector）的目的检测架构。安排落地时，能够将MobileNetV3-SSD算法安排在低成本的嵌入式设备或智能摄像头上，以实现实时的图像物体检测。
轻量级深度学习模型压缩技术：
除了轻量级算法外，还能够利用深度学习模型压缩技术来减小模型的尺寸和计算量，例如模型剪枝、量化、蒸馏等办法，从而实现轻量级BEV算法的安排和落地。
在安排这些轻量级BEV算法时，需要思虑目的设备的计算资源和存储资源，选取合适的算法和模型结构，并进行优化和安排，以实现实时性能和有效性的平衡。
9、CUDA核函数用法是咋样的？
CUDA核函数（Kernel Function）是在GPU上并行执行的函数，一般用于处理大规模数据并利用GPU的并行计算能力。CUDA核函数的通常用法是这般的：
定义核函数。在CUDA程序中，运用__global__修饰符来声明一个核函数。核函数的定义类似于C函数，然则能够在GPU上并行执行。
<img src="//q1.itc.cn/q_70/images03/20240720/27606686836c493aa4129d684139e7ab.jpeg" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;">
起步核函数：在主机代码中，需要运用特定的语法来起步CUDA核函数，并指定执行的线程和块的数量。<<<numBlocks, blockSize>>>语法用于起步核函数，其中numBlocks暗示块的数量，blockSize暗示每一个块中线程的数量。
<img src="//q4.itc.cn/q_70/images03/20240720/65abd55aa6ee48d19a5a8d8830b6df0e.jpeg" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;">
重视，CUDA核函数的执行是异步的，主机代码会继续执行，而不会等待核函数执行完毕。必要时能够运用cudaDeviceSynchronize来等待核函数执行完成。
线程和块索引。在核函数内部能够运用内置变量来获取当前线程和块的索引，以便进行并行计算。

threadIdx.x：获取当前线程在其块中的索引。
blockIdx.x：获取当前块在网格中的索引。

内存管理：在核函数内部能够拜访GPU上的全局内存，并进行读写操作。一般需要运用CUDA的内存分配和释放函数来分配和释放内存。

cudaMalloc：在GPU上分配内存。
cudaMemcpy：在主机和设备之间进行内存拷贝。
cudaFree：释放GPU上的内存。

经过以上过程，能够在CUDA程序中定义和起步核函数，并利用GPU的并行计算能力进行有效的数据处理。
十、jetson系列，通常都是共享内存的，是不是必须运用CudaMemcpy函数，还有其他的memcpy方式吗？
针对NVIDIA Jetson系列等拥有共享内存的GPU设备，一般亦能够运用其他的内存拷贝方式来进行数据传输，而不仅限于运用cudaMemcpy函数。以下是有些在Jetson系列或其他共享内存GPU上常用的内存拷贝方式：
Zero-Copy Memory：
Zero-Copy Memory是一种特殊的内存管理技术，它准许CPU和GPU共享相同的内存空间，从而避免了数据在主机和设备之间的显式拷贝。在Zero-Copy Memory中，主机上的内存能够直接映射到GPU的虚拟位置空间中，从而能够直接在GPU上拜访主机内存中的数据。
运用Zero-Copy Memory能够避免显式的内存拷贝操作，但需要重视内存拜访的性能和一致性问题。
Unified Memory：
Unified Memory是一种由CUDA引入的内存抽象层，它将主机内存和设备内存统一管理，使得程序能够像拜访主机内存同样拜访设备内存。运用Unified Memory，程序能够自动地在主机和设备之间进行内存迁移，无需显式地调用内存拷贝函数。Unified Memory适用于需要动态管理内存并且主机和设备之间频繁交换数据的场景。
CUDA Streams：
CUDA Streams是一种异步执行CUDA操作的机制，能够用来并行地进行内存拷贝和计算操作。运用CUDA Streams，能够将内存拷贝和计算任务安置在区别的流中，并行执行，从而加强数据传输和计算的效率。经过CUDA Streams，能够更灵活地控制数据传输和计算的执行次序，以最大程度地利用GPU的并行计算能力。
尽管能够运用以上其他方式来进行内存拷贝，但cudaMemcpy函数仍然是最常用和最灵活的方式之一，尤其是在需要精确掌控内存传输和显式同步的状况下。选取合适的内存拷贝方式取决于详细的应用场景和性能需求。
11、神经网络中吞吐和延迟的关系是什么？怎样权衡以上吞吐和延迟，以便做到效能最大化呢？
神经网络中吞吐和延迟之间存在密切关系，它们一般被用来描述网络性能和效率。这两个指标在设计和评定神经网络系统时都非常重要。这两个指标之间的关系能够简单描述为：一般状况下，加强吞吐会引起增多延迟，而降低延迟可能会降低吞吐。这是由于在追求更高吞吐时，系统可能会采取并行处理或批处理等办法来加强处理效率，但这可能会增多处理的延迟。相反，降低延迟可能需要减少处理批次的体积或增多系统资源，这可能会降低吞吐量。
要权衡吞吐和延迟以实现效能最大化，首要要知道系统的性能目的。是更关注快速的响应时间（低延迟），还是更关注每秒处理的数据量（高吞吐）？区别的应用可能会有区别的优先级。其次，还应从系统优化、批处理和并行处理、动态调节、性能监控和调优、运用专业工具和技术几下几方面进行入手。系统优化重点是经过优化算法、硬件设备和系统架构来加强吞吐和降低延迟。这可能包含选取有效的神经网络模型、恰当分配硬件资源、采用并行处理、运用高性能的硬件设备等。动态调节过程重点是利用批处理和并行处理来加强吞吐，同期尽可能减少延迟。经过恰当设置批处理体积和并行处理的程度，能够在必定程度上平衡吞吐和延迟。性能监控和调优过程会按照系统负载和实时需要，动态调节系统参数和配置。例如，按照实时流量调节处理的并行度或批处理体积，以适应区别的工作负载。当然，利用性能分析工具和技术来识别瓶颈并进行优化。定时监控系统的性能指标，如吞吐量、延迟和资源利用率，并按照监控结果进行调优。连续的性能调优能够帮忙系统保持在效能最大化的状态。
经过综合思虑以上策略，并按照详细应用场景和需要进行调节，能够实现吞吐和延迟之间的最佳权衡，从而达到效能最大化的目的。
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责任编辑：网友投稿

nqkk58 发表于 2024-11-11 09:10:43

你的见解独到，让我受益匪浅，期待更多交流。

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