英偉達CEO黃仁勛曾提出“電動化”與“智能化”將對汽車產(chǎn)業(yè)帶來顛覆性的變化,如今“電動化”的戰(zhàn)場硝煙未止,“智能化”的戰(zhàn)爭便已經(jīng)打響。
自動駕駛作為智能汽車的大腦,是實現(xiàn)“智能化”至為重要的一環(huán),是汽車進化為智能體的必由之路,可以認為,得自動駕駛者得“天下”。
在各路自動駕駛玩家中,國內(nèi)的造車新勢力是一股不容小覷的力量,目前以小鵬、蔚來、理想三家處于相對領(lǐng)先地位。
蔚小理均采用漸進式的路線,即從低等級的自動駕駛起步,逐步擴展功能和場景覆蓋,最終進化為全場景的完全自動駕駛。
不過,蔚小理對于實現(xiàn)自動駕駛進化的思路以及速度存在差異,從整體上看,小鵬目前領(lǐng)先于其他兩家,蔚來略領(lǐng)先于理想,本文將嘗試對這三家企業(yè)的自動駕駛進化之路進行解讀。
01 小鵬
快速迭代保持領(lǐng)跑,重點深耕泊車場景
小鵬從創(chuàng)始之初就一直致力于做中國的自動駕駛第一,小鵬汽車董事長何小鵬在中國電動汽車百人會論壇上自豪地說道,小鵬在智能駕駛領(lǐng)域比絕大多數(shù)公司領(lǐng)先2-3年。
2018年12月小鵬首次推出輔助駕駛系統(tǒng)Xpilot2.0,搭載于小鵬首款智能汽車G3,計算平臺采用Mobileye EyeQ4芯片,感知硬件系統(tǒng)包含1個前視攝像頭、4個環(huán)視攝像頭、3個毫米波雷達和12個超聲波雷達。
在當(dāng)時,小鵬經(jīng)過調(diào)研認為在自動駕駛最主要的三大系統(tǒng)行車、泊車與主動安全中,泊車系統(tǒng)的功能成熟度相對是比較低的。
自動駕駛產(chǎn)品開發(fā)部總監(jiān)肖志光提出:“我們看到了其中很多用戶痛點,之前的泊車系統(tǒng)經(jīng)常識別不到車位,且操作不便捷,那這些地方我們可以去攻關(guān),真正解決用戶的痛點?!?/p>
因此,除了落地基礎(chǔ)的ADAS功能外,小鵬選定智能泊車作為其自動駕駛進化之路的“制勝法寶”。
小鵬是國內(nèi)最早將視覺感知能力融入自動泊車的車企,車輛可以通過攝像頭識別周圍的車位線等,與雷達系統(tǒng)的感知能力進行融合完成泊車,這使得小鵬可以實現(xiàn)垂直、水平、斜方位、無劃線等所有泊車場景下的自動泊車和遙控泊車能力。
這項能力到目前仍然是領(lǐng)先于蔚來和理想的。
然而由于Mobileye比較封閉的特性,最重要的感知算法基本為“黑盒”,導(dǎo)致車企對于算法的開發(fā)自由度很低,也很難觸及到用戶使用過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù),對于小鵬這種很早就計劃要做全棧自研的車企,顯然是無法滿足其訴求的。
因此小鵬決定改用英偉達的Xavier芯片作為計算平臺,Xavier是英偉達2020年量產(chǎn)的首款高等級自動駕駛芯片,算力30Tops,遠高于EyeQ4的2.5Tops,最關(guān)鍵的是英偉達的芯片是開放式的,車企在其提供的開發(fā)環(huán)境內(nèi)較高的自主開發(fā)性并可以獲得底層的感知數(shù)據(jù)。
擺脫了“黑盒”的束縛,小鵬開始施展拳腳,正式開啟“全棧自研”之路。(注:這里說的“全棧自研”是指以此為方向,并不代表已完全落地,事實上,目前能做到全棧自研的公司只有特斯拉,國內(nèi)車企可以實現(xiàn)部分自研)
2021年1月小鵬推出P7車型,搭載Xavier芯片,并新增3個前視攝像頭、4個側(cè)視攝像頭、1個后視攝像頭,構(gòu)建了360度全方位環(huán)繞感知能力,而蔚來和理想事實上直到今年才完成此項能力構(gòu)建。
小鵬在P7車型中配備升級后的自動駕駛輔助系統(tǒng)Xpilot3.0,支持NGP高速領(lǐng)航輔助駕駛功能,即在高速場景下可以實現(xiàn)高精地圖覆蓋范圍內(nèi)的點到點自動駕駛,由此小鵬已實現(xiàn)“泊車+高速”雙場景覆蓋。
同年6月小鵬對其主打的自動泊車能力進行了大幅提升,通過OTA推送了“VPA記憶泊車”功能,被官方稱為是“首個量產(chǎn)且不依賴于停車場改造的最后一公里泊車功能”。
所謂VPA記憶泊車,是指系統(tǒng)可以自動記憶車主常用的停車路線,在不需要駕駛員干預(yù)的情況下,將車輛從設(shè)定路線的起點自動開往設(shè)定路線的終點,是L3級自動駕駛功能。
小鵬的VPA以視覺感知輸入為主,通過視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理算法構(gòu)建停車場的“語義地圖”,包含停車場內(nèi)的車道線、柱子等各種核心元素,將實時感知到的元素與記憶中的元素進行“匹配”,進而不斷調(diào)整行車路線以接近記憶路線,直至完成泊入車位。
在擁有泊車和高速兩大場景的高階自動駕駛能力后,小鵬繼續(xù)發(fā)力城區(qū)場景,引入激光雷達傳感器,與攝像頭視覺感知融合,打造更具安全冗余的感知能力,釋放城區(qū)場景NGP輔助駕駛能力,落地于小鵬P5車型。
至此,小鵬自動駕駛能力已初步覆蓋泊車、高速、城區(qū)三大核心場景。
小鵬的快速迭代之路仍在繼續(xù),今年2月,小鵬通過OTA進一步升級記憶泊車功能,新增跨樓層記憶泊車、記憶路線可分享、泊車過程中可沿途搜尋并泊入空閑車位等能力。
小鵬也因此基本實現(xiàn)了“自動泊車”向“自主泊車”的進化。
為了更進一步打通各場景下的自動駕駛能力,小鵬將再次升級計算平臺,將Xavier芯片替換為英偉達最新的OrinX芯片,單顆芯片算力達到254TOPS,打造出Xpilot4.0,實現(xiàn)真正意義上的全場景、點到點的導(dǎo)航自動駕駛,首次搭載最新軟硬件系統(tǒng)的是小鵬最新款車型G9,將于今年6月正式發(fā)布。
整體來看,小鵬以智能泊車作為持續(xù)深耕的功能,這個選擇是有效的,一方面國內(nèi)泊車費時費力,是用戶開車的痛點問題之一,另一方面停車場屬于超低速場景,在自動駕駛能力還不夠完善時相對風(fēng)險較低,小鵬在泊車域成功實現(xiàn)卡位。
同時,小鵬從一開始便提出要逐步全棧自研的思路,并以高頻次快速迭代,是最早實現(xiàn)高速、泊車、城區(qū)全場景自動駕駛能力覆蓋的車企。
小鵬的自動駕駛能力在國產(chǎn)造車新勢力中目前是處于領(lǐng)先身位的,隨著蔚來、理想的奮力追趕,如何持續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢是小鵬需要研究的課題。
02 蔚來
硬件能力高舉高打,率先落地高速領(lǐng)航
蔚來是國產(chǎn)造車新勢力的先行者,2017年12月便首次發(fā)布了第一代自動駕駛系統(tǒng)NIO Pilot,搭載于蔚來首款車型ES8,包括后來的ES6和EC6均使用這套輔助駕駛系統(tǒng)。
NIO Pilot的計算平臺同樣選用的Mobileye的Eye Q4,初代感知系統(tǒng)采用3個前視攝像頭、4個環(huán)視攝像頭、5個毫米波雷達及12個超聲波雷達在內(nèi)共計22個傳感器組成,這個配置是要高于小鵬和理想的初代感知硬件。
2019年6月蔚來通過OTA推送了NIO Pilot的第一次重大升級,新增了包含高速自動輔助駕駛、擁堵自動輔助駕駛、轉(zhuǎn)向燈控制變道、道路交通標(biāo)識識別、車道保持功能、前側(cè)來車預(yù)警和自動泊車輔助系統(tǒng)在內(nèi)的7項功能。
需要注意的是,這次升級的幾項功能仍是L2級以下的低階自動駕駛水平,包括其中的高速自動輔助駕駛,僅是在實現(xiàn)自適應(yīng)巡航(ACC)的車速控制和車距保持功能的基礎(chǔ)上,增加了車道保持的轉(zhuǎn)向輔助功能。
蔚來真正實現(xiàn)較高水平的自動駕駛能力,是在2020年10月融入高精地圖后,釋放的高速場景下點對點領(lǐng)航輔助駕駛功能,這個時間點要早于小鵬和理想,是國內(nèi)首家實現(xiàn)NOA高速領(lǐng)航落地的公司。
對于蔚來自動駕駛能力的進化之路而言,這是一個重要的節(jié)點,標(biāo)志著蔚來開始邁向L3時代,與小鵬選擇泊車場景作為切入點不同,蔚來率先選擇切入的場景是高速。
隨后蔚來升級視覺融合全自動泊車功能,不過僅支持水平和垂直兩類常見車位自動???,對于斜方位或者無劃線的車位無能為力,屬于L2級別,整體性能距離小鵬有較大差距。
第二代自動駕駛平臺NT2.0的問世,是蔚來另一個重要節(jié)點。
2021年1月,在蔚來NIO DAY上,李斌發(fā)布了NT2.0以及基于此平臺打造的NAD自動駕駛系統(tǒng),NAD的全稱是NIO Autonomous Driving,從Assisted Driving(輔助駕駛)到Autonomus Driving(自動駕駛),表明了李斌對這套系統(tǒng)的定位。
李斌曾提到,以NT1.0搭載的硬件架構(gòu),其傳感器和運算能力無法實現(xiàn) L4 級自動駕駛,也不會宣布可以做到L3,他認為NT2.0作為蔚來研發(fā)的新一代技術(shù)平臺,會是行業(yè)內(nèi)最先進的量產(chǎn)自動駕駛技術(shù)。
NT2.0和NAD的落地標(biāo)志著蔚來吹響加速向無人駕駛進軍的沖鋒號角,配備此系統(tǒng)的最新款車型ET7已于今年3月落地交付。
NAD系統(tǒng)在硬件層面延續(xù)了蔚來“高舉高打”的特點,計算平臺由Mobileye升級為更為開放的英偉達,共計搭載4顆英偉達Orin芯片,包括兩顆主芯片、一顆備份芯片和一顆群體智能與個性訓(xùn)練專用芯片,整體構(gòu)成蔚來超算平臺NIO Adam,算力高達1016TOPS。
在感知層面,蔚來打造Aquila超感系統(tǒng),NAD在NIO Pilot基礎(chǔ)上拿掉一個前視攝像頭,但新增兩個瞭望塔式側(cè)前視、兩個側(cè)后視和一個后視,并且攝像頭由180萬像素升級為800萬高清攝像頭,構(gòu)建360度全視角高清感知能力,同時新增一個激光雷達,作為視覺感知的冗余,整體稱得上豪華。
同時值得注意的是,蔚來在NAD中還額外增加了C-V2X感知模塊,是國內(nèi)第一個在新車搭載V2X的車企,V2X即車聯(lián)網(wǎng),用以實現(xiàn)人、車、路和云平臺之間的連接與通訊,表明蔚來在發(fā)力單車智能同時,已經(jīng)開始布局車路協(xié)同。
可以看到,蔚來實現(xiàn)自動駕駛進化的一貫思路就是“硬件先行”,無論是NT1.0,還是NT2.0,都配備了高冗余的硬件系統(tǒng),基于高規(guī)格硬件系統(tǒng),通過正向獨立開發(fā)不斷更新軟件能力。
不過,高級別硬件能力固然可以更好地保障自動駕駛系統(tǒng)游刃有余地處理各類復(fù)雜任務(wù),然而單靠硬件堆棧難以從根本上真正提升自動駕駛的能力,再好的“裝備”如果不是給到一個“技能”足夠強大的角色,可能也難以“打贏游戲”。
NAD相比NIO Pilot不僅需要完成從高速到泊車、城市的全場景跨越,還需要完成從僅前視感知到360度環(huán)繞+激光雷達融合感知的跨越,且由于前期一直采用Mobileye封閉芯片,底層的數(shù)據(jù)積累不夠充分,這些對于蔚來都是需要面對的挑戰(zhàn)。
如何提升算力和數(shù)據(jù)的利用效率,強化自動駕駛的“軟實力”,是蔚來需要加足馬力提升的,好在蔚來具有厚實的研發(fā)基礎(chǔ),近日原小鵬自動駕駛產(chǎn)品總監(jiān)黃鑫的加入,或許可以一窺蔚來要做出改變的決心。
03 理想
后起之秀先發(fā)制人,自研發(fā)力主動安全
相比小鵬和蔚來,理想的自動駕駛之路看起來是起步更晚的,李想曾自嘲說道是由于自己創(chuàng)業(yè)初期融資能力差導(dǎo)致沒有充足的資金開展智能駕駛技術(shù)研究,這個局面在2020年理想汽車IPO之后才發(fā)生根本性轉(zhuǎn)折。
但或許,理想的自動駕駛之路早就開始了。
2019年4月理想落地首款量產(chǎn)車理想One,同樣是搭載擁有成熟ADAS方案的Mobileye EyeQ4芯片,配備1個前視攝像頭、4個環(huán)視攝像頭、1個毫米波雷達和12個超聲波雷達,具有車速、車道控制等L2級以下自動駕駛功能,整體比較基礎(chǔ)。
但理想有一個特點,從一開始就標(biāo)配輔助駕駛功能,是因為理想希望通過用戶使用持續(xù)收集駕駛場景的數(shù)據(jù),理想擁有乙級地圖測繪資質(zhì),是造車新勢力中第一家擁有合法收集數(shù)據(jù)資格的企業(yè)。
也就是說,理想ONE一直在使用“影子模式”獲取數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)對自動駕駛至關(guān)重要,自動駕駛底層是一種基于機器學(xué)習(xí)算法的技術(shù),數(shù)據(jù)是算法建模與軟件落地的基礎(chǔ),大量的數(shù)據(jù)采集是自動駕駛技術(shù)開發(fā)的前提。
可以說理想從采集數(shù)據(jù)開始就已經(jīng)啟動了自動駕駛之路,因此我對理想自動駕駛的定位是“后起之秀,先發(fā)制人”。
在擁有充分的數(shù)據(jù)和研發(fā)資金后,理想便拋棄了相對封閉的Mobileye芯片,轉(zhuǎn)向與支持車企自主開發(fā)感知、控制算法的地平線J3合作,開啟自研之路。
2021款理想ONE便是落地的車型,相比2020款,升級了前視攝像頭的性能參數(shù),新增4個毫米波雷達,并首次融入高精地圖。
自研方向除了必備的NOA導(dǎo)航輔助駕駛之外,理想還選定了AEB作為自研的重點功能,AEB全稱Autonomous Emergency Braking,即自動緊急制動系統(tǒng),是一種汽車“主動安全”技術(shù)。
在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域,AEB已經(jīng)是一個較為成熟的功能,主要依靠雷達進行障礙物識別,通過測量距離碰撞發(fā)生的時間來判斷是否選擇自動制動,由于汽車在行駛過程中突然剎車也是有危險的,因此AEB要求性能非常穩(wěn)定,既不能不剎車,也不能亂剎車。
那為什么理想要選擇這樣一個在自動駕駛系統(tǒng)里并不起眼且開發(fā)難度極高的功能作為自研突破點呢?
不考慮商業(yè)競爭的因素,或許源于李想對產(chǎn)品力的極致追求,安全性是衡量自動駕駛能力一個很重要的性能指標(biāo),AEB雖不起眼,但卻是ADAS里唯一一個在行車場景下隨時待命的功能,對于自動駕駛的安全性能有非常重要的意義。
傳統(tǒng)的AEB方案由于僅依靠毫米波雷達做探測,缺乏對物體的識別,容易出現(xiàn)誤報的情況,理想在自研過程中將視覺能力融合進來,采用“視覺+毫米波雷達”融合感知的AEB方案,并利用積累的巨量真實駕駛數(shù)據(jù)進行算法訓(xùn)練,實現(xiàn)AEB功能的快速迭代和落地。
理想是全球第二個落地視覺融合方案AEB的車企,第一個是特斯拉。
2021年12月,理想正式交付自研完整版的AEB和覆蓋高速場景的NOA功能,也標(biāo)志著理想在自動駕駛方向與小鵬和蔚來正式站在同一個賽道。
進化之路仍在繼續(xù),2022年3月,理想發(fā)布新一款車型理想L9,硬件能力全面升級,感知層面采用高性能攝像頭作為主要感知來源,配備6顆800萬像素和5顆200萬像素攝像頭,實現(xiàn)360度全方位感知,同時配備激光雷達作為感知冗余,計算平臺也同樣采用算力更強大的英偉達Orin方案,搭載兩顆OrinX芯片,總算力達到508Tops。
同時理想推出自動駕駛系統(tǒng)AD Max,采用全棧自研的感知、決策、規(guī)劃和控制軟件,基于這一代系統(tǒng),理想將逐步覆蓋高速、泊車、城區(qū)的全場景導(dǎo)航自動駕駛能力。
理想作為后來者,以主動安全為主要發(fā)力點切入自動駕駛初見成效,不過AEB畢竟是個低頻功能,而且用戶其實并不希望有需要用到AEB的場景,自動駕駛要想真正給用戶體驗帶來“質(zhì)”的變化,在行車域和泊車域的功能是重頭戲,理想需要加速這些方面的能力落地。
面對實力強勁的競爭對手,理想仍然道阻且長。
04 有什么共性?
三家新勢力在各自制定的路線上實現(xiàn)自動駕駛的快速進化,雖然路線有所差異,但大的方向還是存在一些共性:
數(shù)據(jù)驅(qū)動的底層思想
數(shù)據(jù)對自動駕駛的重要性不言而喻,算法為數(shù)據(jù)服務(wù),算力為算法服務(wù),數(shù)據(jù)是自動駕駛能力的“源泉”。
小鵬汽車董事長何小鵬說:“我們致力于全棧自研,堅持數(shù)據(jù)驅(qū)動并不斷創(chuàng)新,這是小鵬汽車業(yè)務(wù)的基石?!?/p>
理想汽車CTO王凱說:“車企想做到頭部,一定要做數(shù)據(jù)驅(qū)動的科技企業(yè)。”
蔚來聯(lián)合創(chuàng)始人秦力洪說:“原生數(shù)字化企業(yè)不是個時髦,是個必須?!?/p>
從這些變態(tài)可以看出三家企業(yè)均將“數(shù)據(jù)驅(qū)動”作為打造自動駕駛和智能汽車的一個基本底層思想。
數(shù)據(jù)驅(qū)動的關(guān)鍵是要構(gòu)建數(shù)據(jù)閉環(huán),包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)標(biāo)注、數(shù)據(jù)訓(xùn)練、數(shù)據(jù)仿真等模塊在內(nèi),共同形成由數(shù)據(jù)驅(qū)動開發(fā)和功能迭代的閉環(huán)系統(tǒng),小鵬、蔚來和理想均在此發(fā)力。
未來自動駕駛的產(chǎn)品競爭,高效的數(shù)據(jù)閉環(huán)將成為有力的武器。
冗余配置的工程思維
人體作為一個復(fù)雜系統(tǒng),冗余配置是很常見的一種形態(tài),例如雙肺和雙腎,其中一個壞掉后不影響人體的正常運轉(zhuǎn)。
冗余配置,是指重復(fù)配置系統(tǒng)的某些部件,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時,冗余部件介入并承擔(dān)故障部件的工作,由此減少系統(tǒng)的故障時間。
對于自動駕駛的工程落地,蔚小理也運用了冗余配置的工程思維,在相關(guān)鏈路中的感知、計算、執(zhí)行系統(tǒng)等環(huán)節(jié)都做了充分的冗余配置。
感知層面,小鵬、蔚來和理想均同時搭載攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達等多類型傳感器,并將同時配備激光雷達,不同傳感器的能力各有優(yōu)勢且有重疊部分,構(gòu)造出“具有冗余感知能力”的自動駕駛感知系統(tǒng)。
算力層面,蔚來配備四顆芯片,一顆作為冗余備份,小鵬和理想配備雙芯片互為冗余,三家的自動駕駛算力均達到500Tops以上,蔚來更是達到1000Tops+,強大的算力應(yīng)用于目前的自動駕駛能力有充分的冗余空間。
執(zhí)行層面,針對轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、動力輸出系統(tǒng)蔚小理也都做了相應(yīng)的冗余設(shè)計,確保自動駕駛控制信號正常執(zhí)行。
安全是自動駕駛第一要義,冗余為安全護航。
應(yīng)用場景層面的漸進式
實現(xiàn)全無人駕駛的路線有漸進式和跨越式兩種,一般意義上的漸進式是指自動駕駛能力上從L1-L5逐步實現(xiàn)。
還有一種視角是在應(yīng)用場景層面的漸進,也就是說,先在部分場景落地相對高階的自動駕駛,然后不斷擴大應(yīng)用場景,最終實現(xiàn)全場景的高階自動駕駛。
小鵬優(yōu)先在泊車場景落地L3級的記憶泊車,隨后在高速和城市快速路場景落地L3級點到點導(dǎo)航輔助駕駛,主城區(qū)場景點到點導(dǎo)航輔助駕駛正在測試中,預(yù)計今年中旬會正式落地。
蔚來和理想目前已落地高速場景導(dǎo)航自動駕駛,并且都宣布會在最新一代自動駕駛系統(tǒng)中逐步落地全場景導(dǎo)航輔助駕駛功能。
從泊車、高速、城市快速路、主城區(qū),到更廣泛的場景實現(xiàn)多域融通,自動駕駛將逐步滲透,量變終會引發(fā)質(zhì)變。
軟硬件全棧自研的趨勢
從Mobileye到英偉達,車企選擇合作的芯片由封閉走向開放,核心原因是車企希望在數(shù)據(jù)和算法層面掌握更多自主權(quán),隨著硬件能力逐漸趨同,智能化的競爭最終是軟件及軟硬耦合能力的競爭,車企掌握數(shù)據(jù)和算法的自主權(quán),更有利于實現(xiàn)快速迭代,打造差異化功能體驗和產(chǎn)品服務(wù)。
目前蔚來、小鵬和理想均已先后啟動軟件和算法的全棧自研之路,同時對于自動駕駛核心硬件的自研也正摩拳擦掌。
早在2020年,蔚來便傳出要自主研發(fā)自動駕駛計算芯片的消息,后來因為遭遇財務(wù)危機,芯片自研的計劃暫時被擱置,2021年據(jù)36氪報道,小鵬汽車也已開始涉足核心芯片的自研,而理想因為近期才宣布軟件自研,硬件自研還需時日,理想對外的說法中也沒有否認過要自研芯片的可能性。
要最大限度發(fā)揮自研技術(shù)的價值,軟硬件一體化自研或許是必由之路,國外的特斯拉便是這方面的先驅(qū)。
05 寫在最后
自動駕駛的賽道日漸擁擠,越來越多的玩家意識到自動駕駛的重要性,蔚小理由于介入更早,在認知、技術(shù)、數(shù)據(jù)、經(jīng)驗等多個維度都已具備一定的領(lǐng)先優(yōu)勢和技術(shù)壁壘。
從全球來看,造車新勢力的自動駕駛能力,國外特斯拉一枝獨秀,處于霸主地位,國內(nèi)以蔚小理處于第一梯隊,能力各具千秋,逐步形成階段性的“一超多強”競爭格局。
然而,自動駕駛的競爭并不會停止,在蔚小理相互之間持續(xù)競爭之外,隨著后續(xù)蘋果、小米、集度等新玩家的加入,以及傳統(tǒng)車企對自動駕駛能力的追趕,競爭會愈演愈烈。
競爭會加速進化,在以蔚小理為代表的造車新勢力的推進下,期待全自動駕駛時代可以提前到來。