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淺談——各大自動(dòng)駕駛汽車的特點(diǎn)及技術(shù)

2021-10-27 00:50:20·  來(lái)源：全球智能汽車供應(yīng)鏈  作者：陌世  
　
關(guān)于自動(dòng)駕駛這個(gè)詞，不容置疑它將是未來(lái)幾十年內(nèi)持續(xù)的熱門話題，無(wú)論是對(duì)自動(dòng)駕駛的各種設(shè)想，還是對(duì)自動(dòng)駕駛各種質(zhì)疑都不會(huì)暫停，從特斯拉義無(wú)反顧的入局；到
關(guān)于“自動(dòng)駕駛”這個(gè)詞，不容置疑它將是未來(lái)幾十年內(nèi)持續(xù)的熱門話題，無(wú)論是對(duì)自動(dòng)駕駛的各種設(shè)想，還是對(duì)自動(dòng)駕駛各種質(zhì)疑都不會(huì)暫停，從特斯拉義無(wú)反顧的入局；到雷軍為小米汽車的激情宣誓；以及華為因自動(dòng)駕駛項(xiàng)目三番五次地進(jìn)行組織架構(gòu)的調(diào)整，都證明了自動(dòng)駕駛這潭很深。
今天我們就一起看看，目前市面上已經(jīng)搭載自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的汽車都涉及到了哪些技術(shù)。
01 特斯拉
 
 
毫無(wú)疑問(wèn)，特斯拉AutoPilot目前已經(jīng)是自動(dòng)駕駛這條新賽道一騎絕塵的領(lǐng)先者，只有提起自動(dòng)駕駛必定會(huì)說(shuō)到特斯拉，說(shuō)到特斯拉也必定會(huì)提起自動(dòng)駕駛，這兩者幾乎就要?jiǎng)澋忍?hào)了，日前，便有網(wǎng)友發(fā)布了一則視頻，視頻中一輛滬牌特斯拉在早高峰開啟了自動(dòng)輔助駕駛功能，而司機(jī)則是雙手脫把閉目養(yǎng)神，這則視頻一經(jīng)發(fā)出就引起了無(wú)數(shù)人的關(guān)注和熱議。
這位發(fā)布視頻的網(wǎng)友表示：即便車輛有自動(dòng)駕駛功能，也不能這么開。但是從此次事件也能看出，自動(dòng)駕駛已經(jīng)開始被廣大汽車用戶開始接受，畢竟在自動(dòng)駕駛剛出現(xiàn)的時(shí)候，無(wú)數(shù)人是比較抵制的，始終認(rèn)為將自動(dòng)的生命安全交給機(jī)器掌控，是極其危險(xiǎn)的事，而現(xiàn)在已經(jīng)開始有用戶開始相信自動(dòng)駕駛，雖然這個(gè)相信有些盲目。
那么這個(gè)讓用戶敢放開雙手的特斯拉就要運(yùn)用了哪些技術(shù)？
 
 
純視覺(jué)傳感器
在自動(dòng)駕駛的感知層上，一直存在純視覺(jué)派和雷達(dá)派之爭(zhēng)，而特斯拉便是純視覺(jué)派的極致推崇者。
今年8月19日的特斯拉AI日，便是以自動(dòng)駕駛為主題，在此次特斯拉AI日（Tesla AI Day）上不僅發(fā)布了超級(jí)計(jì)算機(jī)Dojo、自研AI訓(xùn)練芯片D1；還發(fā)布了自動(dòng)駕駛純視覺(jué)方案的最新進(jìn)展；以及特斯拉機(jī)器人。
特斯拉在此次發(fā)布的自動(dòng)駕駛純視覺(jué)方案中提到，車輛將配備的八顆攝像頭同時(shí)處理目標(biāo)檢測(cè)、交通標(biāo)志識(shí)別、車道預(yù)測(cè)等等任務(wù)，車輛在行駛過(guò)程中可以實(shí)時(shí)對(duì)車道、環(huán)境4D建模。超級(jí)計(jì)算機(jī)Dojo和自研AI芯片D1，則會(huì)為特斯拉自動(dòng)駕駛系統(tǒng)服務(wù)。
除此之外，特斯拉還優(yōu)化了這份純視覺(jué)自動(dòng)駕駛解決方案，首先就是被稱為HydraNets的結(jié)構(gòu)，這主要是為了優(yōu)化攝像頭通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理圖像的能力。特斯拉純視覺(jué)技術(shù)方案的工作原理是，采用車身自身的8個(gè)攝像頭提供原始圖像，再進(jìn)行計(jì)算機(jī)視覺(jué)運(yùn)算。
特斯拉AI高級(jí)總監(jiān)Andrej Karpathy表示；特斯拉過(guò)去的FSD系統(tǒng)不夠完善，單個(gè)攝像頭的監(jiān)測(cè)沒(méi)有問(wèn)題，但矢量空間不夠。加上為了解決過(guò)去幾年在使用自動(dòng)駕駛套件時(shí)遇到的問(wèn)題，特斯拉重新設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，并利用多頭路線、相機(jī)校準(zhǔn)、緩存等來(lái)簡(jiǎn)化任務(wù)。要實(shí)現(xiàn)這樣的能力來(lái)處理圖像，必須運(yùn)行至少50個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，因此HydraNets結(jié)構(gòu)誕生。
其核心意思就是，HydraNets擁有主干共享的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)SD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和訓(xùn)練速度都得到了提升，而其中值得一提的就是，特斯拉并沒(méi)有配備高精地圖，它的純視覺(jué)技術(shù)方案能夠讓車輛實(shí)時(shí)感知、探測(cè)路況，直接繪制仿真地圖。
今年5月份，特斯拉在北美發(fā)布的Model 3和Model Y的自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)AutoPilot，就放棄了使用雷達(dá)傳感器，采用的就是純視覺(jué)感知系統(tǒng)，因?yàn)樘厮估J(rèn)為，純視覺(jué)方案的干擾信號(hào)更少，系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)更“干凈”，有利于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。而且，新款車型將搭載8個(gè)攝像頭，探測(cè)范圍能全面覆蓋車身周圍，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性不會(huì)因失去雷達(dá)而縮水。
自研軟硬件
除了純視覺(jué)的傳感器，特斯拉還自研芯片、部分控制器、操作系統(tǒng)以及算法，其中的特斯拉E/E硬件已經(jīng)發(fā)展成了“功能域”集中+“區(qū)域”控制器集成。自動(dòng)駕駛及娛樂(lè)控制模塊“CCM”蔚來(lái)整車的最高決策模塊。
在整車自動(dòng)駕駛域控制器+智能座艙域控制器基礎(chǔ)上，率先進(jìn)行區(qū)域控制器集成，將車身控制器劃分為左、前、右三部分，節(jié)點(diǎn)就近接入，并集成部分ECU功能，但分布式控制器之間仍然采用傳統(tǒng)汽車CAN/LIN總線進(jìn)行連接。
芯片選擇
特斯拉最早在Model S車型中搭載Mobileye Q3芯片；2016年，發(fā)布了基于英偉達(dá)Drive PX2計(jì)算平臺(tái)的全新“HW2”傳感器套件和Autopilot 2.0系統(tǒng)；2019年，公開自研的FSD芯片并開始走向智能化流程幾乎全棧自研的道路，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。
02 小鵬汽車
 
 
在10月24日，小鵬汽車舉辦了自己的第三屆“1024小鵬汽車科技日”，在科技日上，小鵬其次從超級(jí)補(bǔ)能、智能駕駛、智能機(jī)器馬和飛行汽車四個(gè)方面向大眾分享了小鵬在智能汽車領(lǐng)域的探索和計(jì)劃。
我們著重分析一下智能駕駛板塊，據(jù)小鵬汽車自動(dòng)駕駛副總裁吳新宙介紹，今年4、5月份開始，小鵬汽車就加大了對(duì)城市場(chǎng)景智能輔助駕駛的研發(fā)。為實(shí)現(xiàn)城市場(chǎng)景智能輔助駕駛的落地，XPILOT 3.5擁有首個(gè)可量產(chǎn)、且不依賴激光點(diǎn)云地圖的厘米級(jí)城市定位能力，不僅采用基于視覺(jué)、高精地圖、GPS、IMU、輪速儀的多傳感器融合定位技術(shù)，更擁有更細(xì)顆粒度的城市高精地圖靜態(tài)信息+天級(jí)更新能力。據(jù)悉，城市NGP將于2022年上半年首批城市部分道路開放。
感知層
以小鵬的代表車型小鵬P7為例，小鵬P7 XPILOT 3.0系統(tǒng)搭載了13顆攝像頭（前三目、4顆ADAS攝像頭、4顆泊車360環(huán)視攝像頭、1顆車內(nèi)人臉識(shí)別攝像頭、1顆行車記錄儀攝像頭）、5個(gè)毫米波雷達(dá)、12顆超聲波雷達(dá)、雙頻高精度GPS，還支持高精度地圖定位以及V2X技術(shù)。
其中正前方的前三目攝像頭（安裝在前擋風(fēng)玻璃上的三顆攝像頭）分別遠(yuǎn)程感知HFOV 28（窄視角向前攝像頭，主要用于自動(dòng)緊急剎車“AEB”，自適應(yīng)巡航“ACC”以及前方碰撞預(yù)警）；中距感知HFOV 52（主向前攝像頭，主要用于檢測(cè)交通信號(hào)燈，AEB、ACC和車道感知）；近距感知HFOV 100（寬視角向前攝像頭，主要用于交通信號(hào)燈檢測(cè)、雨量檢測(cè)和防止加塞）。
在毫米波雷達(dá)方面，小鵬P7一共搭載了5顆第五代毫米波雷達(dá)，分別在車頭和車身四個(gè)角上（盲區(qū)檢測(cè)、變道等感知）。
除此之外，前后的12顆超聲波雷達(dá)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車近距離感知，這各種傳感器的互相搭配下，小鵬P7在傳感器方面比起特斯拉完全是有過(guò)之而無(wú)不及。
軟硬件系統(tǒng)
小鵬P7的30TOPS在計(jì)算力上介于特斯拉第二代硬件和第三代硬件之間，基于30TOPS的計(jì)算平臺(tái)，小鵬P7一上市就搭載了自己的研發(fā)的自動(dòng)駕駛輔助軟件系統(tǒng) XPILOT，在經(jīng)歷了多次遞代更新之后，目前小鵬P7上已經(jīng)已經(jīng)匹配了XPILOT 3.0版本，可以做到NGP高速自主導(dǎo)航駕駛。
此外，還有小鵬自主研發(fā)的電氣架構(gòu)，支持自動(dòng)駕駛、智能座艙、底盤域以及車內(nèi)高速通信，“功能域”集中域控制器支持自動(dòng)駕駛/智能座艙功能。小鵬汽車自研電子電氣架構(gòu)，以中央網(wǎng)關(guān)模組為核心，連自動(dòng)駕駛、智能座艙兩大域控制器，以及車身控制單元(BCM)、整車控制器(VCU)、電池管理系統(tǒng)(BMS)等控制相關(guān)ECU，支持XPILOT 3.0自動(dòng)駕駛功能以及Xmart OS智能座艙功能。
03 理想汽車
 
 
于2021年5月25日時(shí)，理想汽車發(fā)布了2021款理想ONE，其中理想汽車創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼CEO李想表示，自動(dòng)駕駛能力和輔助駕駛能力應(yīng)該是智能汽車的標(biāo)配，而不應(yīng)該是選裝。
此外，李想還透露，此次的2021款理想ONE搭載的是地平線的征程系列芯片，但不會(huì)影響理想汽車和英偉達(dá)的合作，理想汽車下一代全尺寸SUV會(huì)搭載英偉達(dá)的Orin芯片，且全系車型均是標(biāo)配自動(dòng)駕駛芯片和激光雷達(dá)。
感知層
以2021款理想One的感知系統(tǒng)為例，搭載的前置攝像頭尾800萬(wàn)像素的單目攝像頭，水平視角為120度，除此之外還增加了4個(gè)毫米波雷達(dá)（博世第五代雷達(dá)，水平視角120°，探測(cè)距離110m），總體配置為1顆ADS攝像頭、4顆環(huán)視攝像頭、5顆毫米波雷達(dá)，以及12顆超聲波雷達(dá)。
除此之外，如理想X01的感知系統(tǒng)更為全面，除了8顆+ADS攝像頭、4顆環(huán)視攝像頭，以及5顆毫米波雷達(dá)之外，還有1顆激光雷達(dá)和1顆DMS攝像頭。
中心計(jì)算化
小鵬汽車的技術(shù)組織架構(gòu)主要分為智能座艙、自動(dòng)駕駛，以及算力平臺(tái)三個(gè)板塊，理想汽車下一代電子電氣架構(gòu)的趨勢(shì)是建立中央算力平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)中心計(jì)算化。當(dāng)前目標(biāo)是將車身控制單元（BCM）和中央網(wǎng)關(guān)進(jìn)行融合，下一步將數(shù)據(jù)/能源網(wǎng)關(guān)作為區(qū)域控制器分布，這樣能夠?qū)⑽锢砩舷嘟母鞣N各樣的傳感器和對(duì)電機(jī)、輸出各種各樣的控制在局部整合，然后數(shù)據(jù)打包以后回到計(jì)算中心。
控制芯片
其中除了上面所說(shuō)的2021款理想One使用的處理芯片是地平線征程3*2之外，理想X01使用的則是SP控制器芯片-英偉達(dá)Orin-x，而它的自動(dòng)駕駛控制器則是德賽西威，此外，理想X01還將搭載自主研發(fā)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Li OS。
Li OS基于Linux內(nèi)核深度定制開發(fā)，定制開發(fā)的部分包括：a. 內(nèi)核的文件系統(tǒng)、IO系統(tǒng)和Boot引導(dǎo)等核心部分; b. 與其它應(yīng)用層通訊的中間件部分；應(yīng)用層部分則選擇與戰(zhàn)略供應(yīng)商合作開發(fā)。
04 蔚來(lái)汽車
 
 
在這幾家自動(dòng)駕駛企業(yè)中，蔚來(lái)是最難的，短短不到一個(gè)月的時(shí)間，蔚來(lái)因自動(dòng)駕駛連續(xù)出兩次車禍，不僅將蔚來(lái)汽車推上了風(fēng)口浪尖，還讓一大批用戶對(duì)自動(dòng)駕駛失去了信任。
之后，蔚來(lái)的汽車品牌部人士稱，林文欽駕駛的蔚來(lái)ES8并不是自動(dòng)駕駛汽車，蔚來(lái)ES8的NOP領(lǐng)航屬于輔助駕駛，據(jù)官方介紹稱，NOP為自動(dòng)輔助導(dǎo)航駕駛，融合了車載導(dǎo)航與NIO Pilot自動(dòng)輔助駕駛功能，允許車輛在特定情況下按照高精度地圖導(dǎo)航規(guī)劃的路徑自動(dòng)巡航行駛。
感知層
蔚來(lái)的NOP自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)配備了24個(gè)傳感器，包括1個(gè)Mobileye EyeQ4處理器、1個(gè)前向三目攝像頭、4個(gè)環(huán)視攝像頭、5個(gè)毫米波雷達(dá)、12個(gè)超聲波雷達(dá)和1個(gè)駕駛員檢測(cè)攝像頭。其中，自動(dòng)駕駛主要依靠三目攝像頭，負(fù)責(zé)識(shí)別遠(yuǎn)距離目標(biāo)和紅綠燈；毫米波雷達(dá)負(fù)責(zé)測(cè)量對(duì)障礙物速度、距離和角度的測(cè)量。
蔚來(lái)的領(lǐng)航輔助是通過(guò)攝像頭加上毫米波雷達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，靠這些攝像頭和毫米波雷達(dá)最終將數(shù)據(jù)傳送至中央處理器來(lái)進(jìn)行一系列邏輯判斷，從而實(shí)現(xiàn)領(lǐng)航輔助駕駛功能。
系統(tǒng)算力
除此之外，蔚來(lái)還是最先搭載千兆以太網(wǎng)絡(luò)作為內(nèi)部傳輸總線構(gòu)架的汽車公司之一，強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)算力不僅為智能駕駛、智能座艙，以及智能網(wǎng)關(guān)提供了高性能算力，還為整車構(gòu)成了強(qiáng)大的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。
而且整車中最核心的智能網(wǎng)關(guān)、智能座艙以及智能駕駛系統(tǒng)，從硬件到軟件到應(yīng)用層都是蔚來(lái)自研。下一代自動(dòng)駕駛域控制器ADC采用英偉達(dá)ORIN芯片，中央顯示控制器單元采用高通8155芯片。
此外，蔚來(lái)ES8在今年的慕尼黑車展上還被作為Mobileye的第一款量產(chǎn)Robotaxi的基礎(chǔ)車型，這輛被魔改的蔚來(lái)ES8在傳感器配置上就搭載了兩套自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)，一套基于激光雷達(dá)，一套基于攝像頭，兩套系統(tǒng)互不干擾，但又互為冗余，在最大程度上保證車輛感知環(huán)境的可靠性。
05 極狐阿爾法S-華為HI
 
 
在眾多自動(dòng)駕駛汽車中，要說(shuō)哪一款汽車是國(guó)人最期待的，那絕對(duì)是首個(gè)搭載華為鴻蒙OS的極狐阿爾法S-華為HI，畢竟之前所有人都在期待華為牌汽車，雖然后來(lái)華為堅(jiān)持不造車，但是大眾對(duì)華為的期待卻是絲毫不減。
就在10月25日，有消息爆料稱，極狐阿爾法 S-華為 HI 版將于第四季度開展小批量產(chǎn)交付，此則消息已經(jīng)發(fā)出，在自動(dòng)駕駛?cè)?nèi)可謂是一石激起千層浪。
據(jù)稱，ARCFOX 極狐今年與華為合作打造一款高階自動(dòng)駕駛量產(chǎn)車 —ARCFOX 極狐阿爾法 S 華為 HI 版。該車搭載 3 個(gè)激光雷達(dá)以及眾多傳感器，可實(shí)現(xiàn)城市中自動(dòng)駕駛，起步價(jià) 42.99 萬(wàn)元。
感知層
此次即將交付的極狐阿爾法 S 華為 HI 版搭載智能高階自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，具有 400TOPs 算力。車身搭載 3 顆激光雷達(dá)、6 顆毫米波雷達(dá)、12 顆超聲波雷達(dá)、9 顆 ADS 攝像頭、4 顆環(huán)視攝像頭。其中標(biāo)準(zhǔn)版本可以實(shí)現(xiàn)高速公路自動(dòng)駕駛，42.99 萬(wàn)元的頂配華為 HI 高階版能實(shí)現(xiàn)城區(qū)高階自動(dòng)駕駛、代客泊車能力。
控制芯片
ARCFOX 極狐阿爾法 S 華為 HI 版搭載鴻蒙 OS 智能互聯(lián)座艙，具有 21.69 英寸一體式超清大屏，支持 3840*720 分辨率、180PPI 顯示精度。車內(nèi)座艙搭載麒麟 990A 芯片，具有 3.5TOPs 算力，支持 5G 網(wǎng)絡(luò)連接。
文章來(lái)源：
1. 《一邊被監(jiān)管調(diào)查，一邊秀技術(shù)肌肉，特斯拉自動(dòng)駕駛下的是什么棋？》-財(cái)經(jīng)新媒體
2. 《一文看懂特斯拉、理想、蔚來(lái)、小鵬智能化技術(shù)布局差異》-智駕最前沿
3. 《NGP要入城，小鵬汽車加速智能駕駛布局》-中國(guó)汽車報(bào)網(wǎng)（王琨）
4. 《自動(dòng)駕駛之小鵬篇——“最懂中國(guó)”的自動(dòng)駕駛科技公司》-車牛網(wǎng)
5. 《蔚來(lái)、小鵬、理想自動(dòng)駕駛能力的縱向演進(jìn)與橫向比較》-汽車電子與軟件
6. 《北汽藍(lán)谷：公司極狐阿爾法 S-華為 HI 版將于第四季度開展小批量產(chǎn)交付》-IT之家（問(wèn)舟）
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