作者：徐果、冰羽、瑶靖
自动驾驶被认为是推进智能轿车发展的里程碑式技能。数智化大潮下，大众对轿车的界说和需求都发生了巨大改变，轿车的功用已不再是简略的交通工具，而是逐步演变为一个个“超级智能终端”。
可是，本钱和功率一直是限制自动驾驶大规模商用的重要因素。得益于 Kubernetes 和云原生技能在边际场景的拓宽和运用，自动驾驶企业可以以愈加高功率、低本钱的方法处理数据、练习算法，将研制人员从硬件配备和日常运维办理等繁琐事务中解脱出来，把更多精力投入自动驾驶中心算法的研制及事务的增加中。
本文将经过介绍元戎启行运用阿里云边际容器服务 ACK@Edge 的实践，分享在自动驾驶网约车场景下，如何将云边一体的云原生才能快速覆盖到众多智能车载设备，有用下降自动驾驶车辆办理本钱。
为什么说“云边协同”是自动驾驶发展的加快器？
元戎启行科技有限公司是一家专心于研制和运用 L4 级自动驾驶技能的科技公司，具有自动驾驶乘用车“元启行”和自动驾驶轻卡“元启运”两大产品，主要是为车企、Tier1、出行公司等供给定制化的自动驾驶解决计划。其中，Robotaxi 出行搭载元戎启行自研 L4 级自动驾驶解决计划，经过自营车队和协作运营的形式落地。元戎启行 L4 级自动驾驶前装计划车队已投入运营，为乘客供给城市出行服务。
在事务快速增加的迫切需求下，车载设备在高并发场景下的功用要求与核算资源受限的对立、车载环境云边网络不可靠与车载事务追求可靠性的对立、企业敏捷响应需求改变的诉求与传统运维手法低下的对立、云端管控车载设备以及车载设备对安全性高要求的对立等，都会为元戎启行进入高阶自动驾驶量产过程中的本钱和功率带来应战。
面对的应战
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体系可扩展性差，车载运用环境依靠抵触：在自动驾驶范畴，车载事务的传统的交给形式大多数以 deb/rpm 包的方法布置，对车载运转环境的依靠性比较强，不同事务对体系库的依靠版本可能会抵触；此外，由于算法模块的数量不断增多，单个模块又需求依靠更多的模块，因而不能快速建立与复现 bug 发生时的运转体系环境，给研制调试带来许多困扰。这些都可能给车载线上事务、路上车辆的正常运转带来隐患。
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环境不一致导致研制运维功率低：实践事务中仿真与车上环境不一致，仿真环境一直坚持容器环境运转，可是车上保留的则为 deb 的布置方法；此外，以 deb/rpm 包等传统的布置方法需求较多的人工干预，容易形成车辆事务布置和运转时测试及研制迭代功率低的问题。
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缺少大局管控才能：关于路测车辆，许多研制人员需求在车端调试需求，由于车载运维条件有限，影响调试工作的功率；此外，线下运营的车辆越来越多，车载事务的晋级、运维、监控等都面对较大应战，需求一个从大局视角对线下运营车辆事务的一致办理和布置的才能。
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缺少云端一体化交给才能：现阶段云原生在云上已经成为事实规范，自动驾驶车企可以在云上运用云原生+ AI 的才能，进行很多的AI模型练习和仿真事务的运转。可是当AI模型和仿真事务练习好后， 如何将这些制品快速高效的交给到车端，也是车企所面对的问题。若独自开发一套渠道来专门保护车端运用，不只带来额外开发和保护本钱，而且和云端事务的 CI/CD 流程呈现割裂，因而车企也期望经过云原生的才能办理边际侧的车载事务，进行云端一体化交给。
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车载网络安全问题：网络安全关于自动驾驶的重要性已经毋庸置疑，通常状况下车端运用一直要和云端坚持通讯，以监听云端下发的使命，而车端又是一个很容易和外部人员发生物理接触的环境，尤其是网约车运营形式的自动驾驶场景。如果车端被恶意侵入，入侵者有可能经过这条链路侵入云端，甚至进一步影响和云端有衔接的所有车辆，这就对车端运用提出了十分高的安全诉求，明显，这会大大加剧运用开发人员的负担。
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弱网/断网环境下的车载事务自治才能：在以网约车运营形式的自动驾驶车辆，在线下运转时，由于车辆所处的方位的不同，很可能处于弱网或许断网的状况，在这种状况下，如何能确保车载事务在极点重启状况下稳定运转，这也是车企所急需求解决的问题。
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车辆监控/日志采集：很多的运营车辆内行驶过程中，需求监控车辆的硬件温度、CPU、 内存等控件的运用率，时刻在云端监控大屏上显示，另外云端需求车辆上体系和运用的关键日志采集，用来日志分析，当前并没有通用且有用的方法去解决。
ACK@Edge助力元戎启行车云一体化协同
ACK@Edge云边端一体化运用优势
自动驾驶场景是云原生在云边协同场景下的很好用例：车载设备可以作为云边协同的核算节点，一致接入到云端，由云端一致管控，一起运用云原生的才能，能很好确保车载上事务之间的环境阻隔问题，可以关于自动驾驶车载运用体系在云上进行一致晋级更新、资源调度、运维管控，完成云端一体化交给。
阿里云边际容器服务（简称 ACK@Edge）是一款供给规范 Kubernetes 集群云端保管，支持边际核算资源、事务快速接入、一致办理、一致运维的云原生运用渠道，可以协助用户轻松完成云边一体化协同。用户使用 ACK@Edge 经过纳管边际节点将云上运用延伸到边际，联动边际和云端的数据，使得边际节点具有云端相同才能。在云端供给对边际设备、边际运用的一致 Ops 才能，确保边际设备及边际智能运用少运维、高可用。
现在 ACK@Edge 已经全面晋级为基于云原生的云边一体和云端一体架构，可以适配更多的笔直范畴的边际核算场景，另外在云端协同场景，车载设备、交通、桥梁等小终端设备的轻量化接入，加快您容器化运用的分发、运维，下降您自建运维的本钱。除自动驾驶外，已广泛用于 CDN、IDC、IoT、才智物流、工业大脑、新零售等诸多场景。
ACK@Edge自动驾驶解决计划助力元戎启行云边协同
基于ACK@Edge 云边一体、云端一体，Kubernetes 容器编列调度的才能，以及 ACK@Edge 在 Kubernetes之上针对边际场景叠加的如轻量化、OTA，边际侧 POD 离线启停，边际自治、边际单元化、单元化布置、Tunnel 通道的才能，切实解决了元戎启行智能在自动驾驶范畴的相关痛点，终究承载了元戎启行自动驾驶线上运营车辆，为乘客供给城市智能出行服务。
ACK@Edge 在原生 Kubernetes 的基础上针对自动驾驶场景供给了独有的增强型功用：
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云端运维，远程调试：ACK@Edge 供给的 Tunnel 通道， 可以让事务人员快速检查容器日志和进入容器调试。一起使用 tunnel 通道可以将车载设备的监控信息（硬件温度，CPU/内存运用率等）一致收编到云上，为元戎云端渠道供给监控和告警服务。
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边际自治：ACK@Edge 的边际自治才能，可以在运营车辆离线、或许车辆重启这种极点状况下， 还能确保车载上的的事务能正常运转。期间，ACK@Edge 团队与元戎体系团队做了很多的断网、重启操作，终究在证明运营车辆上的事务可以正常运转。
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轻量化接入：ACK@Edge 在云端场景下，供给轻量化接入的才能，边侧组件具有更少的资源占用率。更少的资源占用率可认为事务腾挪出更多的资源，进步了车载运用对摄像头视频流的处理才能，进一步进步自动驾驶车辆的反应速度。
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车载运用的 OTA：由于自动驾驶场景关于车辆运转安全要求十分苛刻，对车辆上的运用晋级有着十分高的要求，原生的 Kubernetes workload 的晋级回滚方法还是显得比较暴力， 针对这些特殊场景，ACK@Edge 创新性的提出了针关于 POD 的 OTA，以及在离线场景下 POD 的启停办理才能，此功用可以很好的满足运营车辆的依据其时的状况按需晋级，以及在极点状况下办理人员人工接入运维的需求。
计划亮点和效果
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一致的交给规范：运用 containerd+ACK@edge 来交给运用，交给流程简略，交给物规范，减少和车端设备的耦合，且不会污染车端环境。
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设备安全接入才能下沉，运用聚焦事务：Lite-kubelet（车端设备上运转的agent） 支持一机一密认证访问 MQTT，确保每台车载设备都用自己的设备证书接入至 ACK@Edge 集群，极大进步接入的安全性；且整个过程对事务层通明。
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供给更丰富、灵敏的设备办理才能：经过 OTA（SoftwareOverTheAir）、边际侧 Pod 离线启停办理，进步了车载运用的发布运维功率。
相比较传统的云原生工作负载节点办理方法，经过将元戎启行运营车辆的车载设备以轻量化方法接入 ACK@Edge，使设备接入资源占用下降 50 %，接入安全性大幅提高。基于边际侧 Pod 的启停、OTA 功用便捷化办理车载设备，事务发布运维功率提高 60% 以上。
自动驾驶的未来：云原生+边际核算双轮驱动
轿车产业的自动化已经成为了不可阻挡的潮流，加快落地将会成为下一阶段的主题。信任云原生与边际核算的结合可以协助更多轿车企业更好地吸收云核算、大数据和 AI 的成果优势，经过有用下降自动驾驶车辆办理本钱，推进解决自动驾驶量产工程难题。
未来，未来 ACK@Edge 会持续深耕边际核算范畴，拓宽更多的事务场景，期望推出更多的面向于笔直范畴的解决计划。一起，咱们也已将 ACK@Edge 悉数中心代码贡献出来，成立了 OpenYurt 开源社区，并捐献给 CNCF，吸引 VMware、中国电信、浙大实验室、中国联通、中国移动等公司和安排的众多开发者参加。期望能有更多企业和开发者参加咱们，经过持续凝集社区实践，推进云原生边际核算规范形成。
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