今天小編分享的汽車經驗:智能駕駛的前沿熱點,進展到哪一步了,歡迎閲讀。
撰文 / 玖 零
編輯 / 劉寶華
設計 / 青 青
2023年的智能駕駛市場熱鬧非凡,前有上海車展的百家争鳴,後有各路玩家你追我趕、相互DISS。
可以看到,智能駕駛已經成為各大主機廠占領市場的必争之地,也是多家供應商紛紛發力的熱點。傳統主機廠、造車新勢力、傳統Tier、科技公司、互聯網企業、甚至消費電子企業,都在大力布局智能駕駛業務,力争在激烈的汽車智能化賽道上,擁有一席之地。
那麼,從去年到今年,智能駕駛行業的熱點有哪些?趨勢在哪裏?什麼是全行業在共同推進和探索的?優勢和難點是什麼?市場現狀如何?
本文帶着這些問題,逐一盤點并解讀智能駕駛的幾大熱點:城市NOA、去高精地圖、去激光雷達、大模型上車、艙駕融合,并從技術和市場層面,給出解讀。
城市NOA,進展不及預期
智能駕駛發展至今,城市NOA作為當前量產智能駕駛的最強功能,已經成為行業内的熱點,也是各路玩家紛紛布局的重點。
2021年起,在特斯拉、小鵬等頭部造車新勢力的影響下,各主機廠陸續推出适用于高速公路和城市快速路場景的高速NOA功能;從2022年起,NOA的應用場景從高速推廣到城區,得益于"BEV+Transformer"的普及,2023年是城市NOA群雄逐鹿的一年,多家車企發布城市NOA"開城計劃"。
目前城市NOA已經成為市場關注的熱點,并且陸續搭載在新車型上。根據佐思汽研的數據統計,2023年1-9月,國内乘用車高速NOA的滲透率為6.7%,同比增加2.5個百分點;城市NOA的滲透率為4.8%,同比增加2個百分點。
2021-2023國内乘用車NOA滲透率(數據來源:佐思汽研)
截至2024年1月,已經量產搭載城市NOA的車企主要有小鵬、華為系(極狐、阿維塔、問界)、理想、智己等4家,另外特斯拉在北美推送了城市NOA,而蔚來和魏牌(毫末方案)的城市NOA已經公布正在路測中。根據表1的匯總結果,整體來看,城市NOA的落地進展,距離宣傳發布的目标,存在一定差距,沒有達到預期,尤其是部分車企曾經号稱在2023年底全國可用,實際上目前只落地了有限的幾個城市。不過,各家也正在努力推進城市NOA的全面落地,力争在2024年占據更多的市場份額,也值得我們期待。
小鵬将城市導航輔助駕駛命名為城市NGP(Navigation Guide Pilot),在P5、G9、G6、P7i等車型上均有搭載。這4款車型都是搭載激光雷達的車型,并且從G9開始,小鵬的車型都采用前視800萬像素雙目攝像頭,并通過2顆高算力的NVIDIA Orin-X SoC芯片,提供508TOPS的超高AI算力,滿足城市NGP的感知和算力要求。
小鵬于2022年9月在廣州率先推送城市NGP,是國内最早讓城市導航輔助駕駛上車的車企。截至2024年1月,小鵬的城市NGP已經覆蓋國内52個城市,包括廣州、深圳、上海、蘇州、南京、杭州、寧波、北京、天津、成都、西安、武漢、長沙等,也是國内可用範圍最廣的城市導航輔助駕駛。
小鵬城市NGP的覆蓋範圍
華為的城市導航輔助駕駛功能稱為城市NCA(Navigation Cruise Assist),已經搭載在華為深度參與的極狐、阿維塔和問界系列車型上。極狐、阿維塔車型配置了3顆激光雷達和具備400TOPS算力的華為MDC810計算平台,問界系列車型配置了1顆激光雷達和200TOPS算力的華為MDC610計算平台。截至2024年1月,華為的城市NCA開放了國内6個城市:上海、深圳、廣州、杭州、重慶、北京。
華為城市NCA的覆蓋範圍
理想的城市NOA在其L7、L8、L9三款車型上實現。這三款車型都配置了1顆激光雷達和2顆NVIDIA Orin-X芯片,并且前視雙目攝像頭和側視攝像頭的像素都高達800萬,足以滿足L2級智能駕駛的硬體性能要求。截至2024年1月,理想城市NOA已經在北京、上海、廣州、深圳、杭州、成都等國内10個城市開通。
理想城市NOA的覆蓋範圍
智己會在其現有車型L7、LS6、LS7中,全面搭載城市NOA功能,并通過1顆激光雷達和1顆254TOPS算力的NVIDIA Orin-X芯片來實現。不過,智己的城市NOA推送時間較晚(2024年1月),目前只開通了上海1個城市。
特斯拉的城市NOA目前只在北美地區推送,還未進入中國,雖然一直宣稱即将在國内推送,但至今還未見身影。蔚來和毫末則還在道路測試階段,還沒有真正開始推送給用户。
去高精地圖,目前去不掉
在2023年上海車展,國内多家主機廠與智能駕駛解決方案提供商,紛紛喊出了"去高精地圖"的口号:小鵬宣稱"城區NGP,2023年6月起不需要高精地圖";理想宣傳"AD Max 3.0系統逐步擺脱高精地圖";智己提出"數據驅動道路環境感知模型替代高精地圖";華為直言"ADS 2.0系統不需要高精地圖,有圖無圖都能開";百度作為高精地圖提供商,也提出了"輕地圖"的智能駕駛方案;毫末則發出"重感知、輕地圖"的聲音。
高精地圖
業内玩家為何紛紛發聲"去高精地圖"?主要有以下3點原因:
第一,高精地圖的存在,讓主機廠和智能駕駛開發者們,嚴重受限于圖商,地圖鮮度難以提高。
智能駕駛對高精地圖的數據實時性要求很高,也就是需要地圖"保鮮",甚至每日更新一次。而圖商的平均更新周期以月或者季度為部門,行業内的平均更新周期是3個月左右,這就導致圖商提供的高精地圖,難以滿足智能駕駛開發的需求。
第二,高精地圖的測繪成本高、周期長,提高了整套智能駕駛系統的開發和使用成本。
高精地圖由于對精度要求高、信息豐富,因此需要采集的數據量很大,導致相比于普通導航地圖,會產生更高的成本,并花費更長的周期。高成本與長周期,與當前智能駕駛行業的降本和快速迭代的趨勢,嚴重不符,所以去高精地圖逐漸成為一種趨勢。
調研結果顯示,分米級高精地圖的測繪成本在每公裏十元左右的水平,每台車每天可以采集500公裏左右的道路數據;厘米級高精地圖的測繪成本大約為每公裏千元,每台車每天能采集約100公司的道路數據。可見精度提高十倍,產生的測繪成本與周期,會成倍增加甚至指數級增加。
第三,得益于感知算法的進步,傳感器的環境感知結果,可以替代高精地圖。
正是由于BEV+Transformer的廣泛應用,讓傳感器,尤其是攝像頭檢測到的環境數據,能夠用于構建實時的局部地圖,逐漸替代基于先驗數據的高精地圖。
BEV+Transformer原理
如今已經進入2024年,去高精地圖的進展如何?行業内實現完全"去高精地圖"了嗎?答案似乎是否定的。根據對以上幾家公司無圖方案的調研,以及行業内其他公司的解決方案,我們發現目前主要通過3種方式,來替代傳統的高精地圖:
一是實時局部建圖,基于傳感器信息,通過BEV+Transformer,構建實時的局部地圖。這種方法理論上可以完全去掉高精地圖,但根據大部分感知算法專家的意見,現階段的環境感知效果,還達不到傳感器與高精地圖融合的水平,只能説正在逐步提升,向完全無圖靠近。
二是眾包地圖,即通過已售出車輛收集道路信息,整合來自普通用户的數據,繪制地圖。這種方式在前幾年就已經有人提出并且正在采用,本質上還是在構建地圖,只是不再依賴圖商,而是讓用户幫助主機廠采集地圖數據。
三是輕量化高精地圖,是一種精簡版的高精地圖,精度和信息量介于導航地圖與高精地圖之間。這種方案可以理解為是一種過渡狀态,是綜合平衡整體感知定位效果與地圖成本之後的結果,實際上仍然需要地圖。
通過以上分析,不難看出,去高精地圖雖然是主機廠和智能駕駛開發者所推崇的趨勢,但目前還沒有完全實現。去高精地圖,更多的是在擺脱對圖商的依賴;而當前的環境感知效果,還不能達到完全無圖的水平;現階段高階智能駕駛還離不開高精地圖,只是繪圖的方式在改變,對精度的要求在降低。
去激光雷達,技術路線之争
激光雷達,曾被稱為"自動駕駛之眼",但高昂的成本讓大多數車企望而生畏。近幾年來,去激光雷達的聲音一直存在,而純視覺感知方案與視覺+激光雷達融合感知方案的技術路線之争,也一直沒有停止過。
激光雷達的點雲效果
激光雷達一度是國内的高階智能駕駛,尤其是城市NOA的必備項,國内的頭部智駕廠商,也普遍采用攝像頭與激光雷達數據融合的方案,實現高階智能駕駛所要求的精準感知。小鵬、蔚來、理想、阿維塔、問界……都搭載了激光雷達。
與此同時,以特斯拉為代表,也出現了另一種聲音:只用攝像頭的純視覺感知方案。
馬斯克曾不止一次提出:"人類駕駛只用眼睛觀察環境,所以根據第一性原理,純視覺方案才是正确的路線。"而特斯拉作為智能駕駛的先驅者,本身也證實純視覺方案的可行性。
從目前高階智駕的搭載情況來看,大部分車型仍然配置了數量不等的激光雷達,只有特斯拉和極越,選擇純視覺方案。
眾做周知,特斯拉的視覺感知算法,始終處于行業的領頭羊地位,而極越作為百度重點打造的車型,純視覺的底氣自然來源于百度在智能駕駛領網域多年的積澱;其他主機廠和方案商,我們大膽猜測,有沒有這樣一種可能:采用融合方案不僅是因為融合方案的感知效果更好,更因為對自家的純視覺感知算法不夠自信,以及激光雷達有利于放大車企對智能化的營銷效果,所以配置了高成本的激光雷達。
雖然國内大多數高階智駕車型都搭載了激光雷達,但車載激光雷達作為技術壁壘高、需求前景不明朗的領網域,尤其是近幾年成本才逐漸降到萬元以下,導致目前存在的供應商非常有限,產品型号也有限,與攝像頭、毫米波雷達等傳感器相差很大。
目前車載激光雷達供應商主要有速騰聚創、圖達通、禾賽科技、Luminar、覽沃、Velodyne、Ouster、亮道智能、探維科技、北醒等,以及少數宣稱自研的方案商如華為。目前量產上車的激光雷達是半固态激光雷達,從國内的出貨量看,速騰聚創、圖達通、禾賽三家的激光雷達應用最廣。
速騰聚創(Robosense)的激光雷達產品以RS-LIDAR M系列為主,包括M1/M1 Plus/M3等,M1就是在小鵬的車型上配置的激光雷達,M3則是超長距激光雷達,最遠能夠探測300m距離外的目标物。此外,速騰聚創還有補盲激光雷達產品E1,以及Ruby Plus/Helios/Bpearl等機械旋轉式激光雷達。
圖達通(Seyond,原Innovusion)将激光雷達產品分為獵鷹系列和雲雀系統,獵鷹系列在蔚來的車型上已經搭載,包括獵鷹K和獵鷹Q兩款超遠距激光雷達;雲雀系列則包括遠距離激光雷達雲雀E和補盲雷達雲雀W。
禾賽科技的激光雷達產品包括已經在理想車型上搭載的AT128、最遠探測距離400m的超遠距激光雷達AT512、機身高度僅25mm的超薄激光雷達ET25,以及補盲雷達FT120和若幹機械旋轉式雷達產品如Pandar / QT / XT等系列。
大模型上車,行業共識
自從ChatGPT火爆問世,AI大模型就成為不可逆轉的潮流,并且被廣泛應用于各行各業,當然也包括智能駕駛。大模型讓端到端的智能駕駛成為可能,吸引了全行業多個領網域的玩家,并且已經取得了一定的成果。
AI大模型上車已經成為智能駕駛行業的共識,眾多玩家都紛紛布局參與其中,其中主機廠、Tier 1、科技公司、芯片公司等不同類型的廠商,分别在不同的方向發力,形成自己在大模型時代的競争優勢,同時也形成了分工明确的合作關系。
主機廠可以直接To C,能夠利用自己大量量產車的優勢,在真實道路上采集大量數據,用于不斷優化自己的AI大模型。同時,主機廠能夠利用自己在產業鏈中的優勢和主導地位,充分整合上下遊資源。不過,智能駕駛的大模型開發成本高且周期長,對主機廠的資源投入和技術實力有較高的要求,目前傳統主機廠通常尋求外部合作,共同開發,而頭部的造車新勢力則偏向整體自研。蔚來、小鵬、理想、阿維塔、吉利、比亞迪、長城、廣汽等企業,目前都有AI大模型的相關布局及應用。
Tier 1作為智能駕駛解決方案的提供者,在大模型上車方面,主要從軟體算法層面做文章。Tier 1通過軟體和算法層面切入,開發智能駕駛的垂網域大模型,為主機廠提供智能駕駛大模型服務,同時打造自己的數據閉環系統,形成一整套完整的大模型生态,例如,BEV+Transformer就是各家Tier 1普遍在開發并推廣的大模型解決方案。現階段,毫末智行與商湯科技,就是提供智能駕駛大模型的典型代表。
毫末智行在2023年4月發布了行業内首個智能駕駛生成式大模型Drive GPT:雪湖·海若。
毫末采用RLHF(Reinforcement Learning from Human Feedback,人類反饋強化學習)技術,并引入真實用户數據,從而持續優化認知決策模型。雪湖·海若能夠按概率生成多個場景序列,從而将用户最關注的自車行為軌迹量化,輸出清晰的決策邏輯鏈,并通過Drive Language實現場景的Token化表達。雪湖·海若搭載于魏牌新摩卡DHT-PHEV車型,将通過Hpilot 3.0系統實現城市NOH(Navigation on Highway Pilot,導航輔助駕駛)。
毫末智行發布雪湖·海若大模型
商湯科技的AI大模型名為Uni AD,能夠将檢測、跟蹤、建圖、預測、規劃等不同的算法模塊,整合到Transformer的端到端框架中,從而融合不同的計算任務,實現端到端的處理。商湯還構建了面向決策規劃算法的數據閉環體系,并建立數據驅動的決策規劃算法庫,将大數據與決策規劃算法融合,通過大模型的處理,讓智能駕駛拟人化。
商湯科技Uni AD的優勢
科技公司的優勢在于豐富的AI技術儲備,以及雲端資源。早期,國内各大科技公司,已經在通用AI領網域積累了一定的技術沉澱,這些技術積累可以直接轉化到智能駕駛方向,從通用大模型,逐步滲透到垂直領網域。科技公司還會利用自身的雲端資源,自建雲伺服器,提供大量雲端資源與配套裝務,供客户調用、開發和布署自己的AI大模型。華為、騰訊、百度阿波羅,是這方面的佼佼者。
芯片公司在大模型時代,仍然聚焦于芯片。通過提供适合布署AI大模型的芯片硬體,芯片公司仍能在大模型的競争中占有重要地位,例如英偉達、高通、地平線等;同時,芯片公司通常還會提供與芯片配套的、完善的開發工具鏈,供開發者使用。
艙駕融合,現階段落地慢
從行泊一體到艙駕融合,集成化已經成為智能汽車的必然趨勢,當然也是智能駕駛的必然趨勢。艙駕融合已經成為近兩年來行業内的熱門話題和技術發展的方向,但目前的落地情況,似乎遠不如行泊一體來的那麼快。
艙駕融合也稱為艙駕一體,包括軟體層面的融合和硬體層面的融合:軟體層面的融合主要是在軟體和功能層面,融合智駕與座艙的軟體、數據等,包括更新軟體架構、開發面向服務的架構(SOA)、跨網域打通信息與數據互動、實現智駕與座艙功能聯動等;硬體層面的融合主要是硬體形态的融合,是一種直觀可見的集成化,将從本質上改變底層軟體與通訊方式,并且具有明顯的BOM成本優勢。
不同程度的硬體層面艙駕融合方案
可見,軟體層面的艙駕融合,更多融合的是功能與應用,相對容易實現,而硬體層面的融合,則形成了完全一體化的新硬體,開發的工作量與難度較大。目前,硬體層面的融合,存在One-Box、One-Board、One-Chip等不同融合程度的方案。
One-Box方案是将智駕網域的核心板與座艙網域的核心板,集成在同一個網域控制器中,但核心板原本的軟、硬體架構都不改變,板間通信方案也不變。One-Box方案有點為了融合而融合的味道,集成度最低,融合的難度也最低。
One-Board方案是将智駕的SoC芯片與座艙的SoC芯片,集成在同一塊核心板上,但兩塊SoC仍然分别處理智駕網域和座艙網域的數據,只是在一塊板子上,共用MCU、存儲、接口等外圍硬體。One-Board方案能夠一定程度上提高集成度,減小通訊時延,提升艙駕的整體性能表現;并且,One-Board方案能夠有效減少SoC以外的硬體,從而降低系統的BOM成本。
One-Chip方案是在同一塊SoC芯片上,同時處理智駕網域和座艙網域的數據,通過在SoC上運行虛拟機,實現智駕和座艙的不同功能模塊。One-Chip方案是真正意義上的艙駕融合,集成度最高,能夠最大程度地集成智駕網域和座艙網域的硬體,提升艙駕性能表現,并實現最大程度地降本。不過,One-Chip方案的融合難度也最大,目前還少有應用案例。
雖然艙駕融合已經成為行業的共識和智能汽車發展的必然趨勢,但現階段實現的難度較大,短期内,很難有集成度高的艙駕一體方案落地。
從技術維度,對于One-Chip方案,目前已有的SoC芯片,還不能滿足艙駕融合的要求,尤其是難以支持艙駕融合所需的綜合算力要求(NPU+GPU);并且One-Chip方案的作業系統布置難度大,智能駕駛軟體通常基于Linux系統或C++實現,而智能座艙軟體則基于QNX系統或Andriod系統,兩者難以很好地兼容并存。
而對于One-Box或One-Board方案,由于控制器整體體積變大,對控制器的安裝布置,也提出了新的要求;更重要的是,同一控制器内的計算任務成倍增加,造成功耗明顯提升,發熱量增大,對控制器的散熱也是一個挑戰。
從市場維度,目前無論是C端還是B端,對艙駕融合的變革意願都不強,Nice to Have,not Must Have。C端的用户對艙駕融合帶來的性能提升和體驗改善,難以有直觀的感受,區别不大;B端的主機廠則對艙駕融合還沒有迫切的要求,并且艙駕融合也涉及到原有的智駕開發部門與座艙開發部門的融合,合二為一會產生一定阻力。
從成本維度,雖然長期來看,艙駕融合能夠有效降低系統的成本,尤其是硬體BOM成本,但短期内會產生大量的開發費用,何時能夠看到降本的效果,也是一個問題。另外,One-Chip方案中的SoC芯片,一定是高性能的芯片,其成本必然不會低,也會增加開發者的投入。
由于上述存在的這些難點,目前艙駕融合的進展還比較緩慢。One-Box方案由于集成度低、難度低,有少數玩家率先實現,例如特斯拉、小鵬等,但并不普及;One-Board方案對核心板的設計能力要求高,目前實現的案例非常少;One-Chip方案依賴滿足要求的高性能SoC芯片,還需要等待芯片廠商的進展,目前更多的是在單顆SoC上實現艙泊一體等簡化的融合效果。
現階段,市場上已經出現的艙駕融合案例主要是特斯拉、小鵬、零束、極越、德賽西威、中科創達等玩家提供的方案。
特斯拉從整車電子電氣架構層面規劃了One-Box的艙駕融合方案,将分别負責智能駕駛、智能座艙和車内外通訊的3塊核心板,集成到1個控制器中,形成中央計算單元。
小鵬提出了與特斯拉相似的One-Box方案,将智駕系統的XPU、中控系統的DCU和儀表系統的ICM整合到同一個網域控制器中,形成艙駕一體網域控制器,打造其"三合一座艙"的概念,并應用在小鵬G9車型上。
零束是國内早期提出艙駕融合概念的方案商之一。零束全力打造的銀河全棧3.0架構,在硬體層面由2個高性能計算單元(HPC,High Performance Computing)和4個區網域控制器ZONE組成,其中的1個HPC集成了智能駕駛與座艙功能,但也是One-Box方案;在軟體層面,零束整合了中間件與SOA原子服務層,提供統一的标準化API(Application Programming Interface)接口,便于不同智駕和座艙模塊算法的調度與復用。
極越率先提出了智能駕駛"真冗餘"的概念:當智能駕駛網域控失效時,座艙網域控可以提供簡單的ACC等功能以接管,實現跨網域的冗餘策略。某種意義上説,極越算是實現了基于座艙SoC芯片(Qualcomm SA8295)的One-Chip方案,只是智能駕駛的功能過于簡單。另外,極越也實現了應用層級(軟體層面)的艙駕融合,即3D人機共駕地圖:通過智駕網域和座艙網域的跨網域資源調度,直接可視化顯示感知目标結果,提供還原顯示的虛拟化駕駛體驗。
德賽西威在2022年4月發布了車載智能計算平台Aurora,當時号稱行業内首款可量產的車載智能計算平台。在硬體層面,Aurora集成了NIVIDA Orin、Qualcomm SA8295和黑芝麻的華山A1000芯片,屬于One-Box的方案;在軟體層面,Aurora能夠同時提供智能駕駛、智能座艙與智能網聯服務,實現一定程度的"中央計算"。此外,Aurora采用了插拔式的結構形式,可以根據需求伸縮和裁剪算力,滿足多樣化的計算需求。
中科創達提出了基于高通系列芯片的艙駕融合方案,屬于One-Chip方案。中科創達的方案有2套,一是基于Qualcomm SA8295芯片,實現艙泊融合,即智能座艙與智能泊車功能融合,該方案仍然需要另一顆SoC實現智能行車功能,因此不是完全的艙駕融合;二是基于Qualcomm SA8795芯片,實現完全的艙駕融合,但該方案至今還未量產,還處于研發階段。
從以上的解讀内容來看,在過去的2023年,智能駕駛的前沿熱點話題不斷,但實際進展整體不如宣傳的預期:城市NOA開城數量有限,去高精地圖沒能完全去掉,去激光雷達存在争議,AI大模型有待持續深入,艙駕融合難度大進展慢。
我們也看到,在智能駕駛賽道競争越來越激烈的當下,2024年,行業内的玩家必然會在這些熱點方向,繼續發力,通過突破技術難點、降低成本,努力占據更多的市場份額,将前沿熱點,最終落地為平民化的應用。
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