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自三月底小米那起慘烈的輔助駕駛事故引發了有關部門對自動駕駛的強監管之后,監管部門終于要放行L3級有條件自動駕駛了。
當務之急,是要搞清楚從L2++到L3,哪些零部件即將迎來升級?
卷是人生的常態,躺平是因為發生了意外。
不出意外的話,在這場從L2組合輔助駕駛向L3有條件自動駕駛的驚天一躍中,以攝像頭為代表的感知傳感器將首當其沖地迎來大規模的升級。
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在目前所有L2++車輛中,除了摳門的顯眼包特斯拉使用了500萬像素前視攝像頭,其他車輛的前視攝像頭均為800萬像素。
為了應對L3車輛需要提前10秒鐘提醒駕駛員接管的強要求,采用探測距離更遠的更高像素攝像頭成了應有之義。
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很多特斯拉的鐵粉和馬斯克的死忠粉對這個觀點或許會持有異議。
在他們眼里,特斯拉FSD獨步大美麗,可以在500萬像素攝像頭的支持下做Robotaxi運營,實現類L4自動駕駛能力,前視攝像頭沒有必要因為自動駕駛能力從L2++向L3的演進進行像素升級。
他們的話有一定的道理,特斯拉FSD HW4.0的前向感知距離可以達到424米,在FSD生效速度上限為140公里/小時的情況下,可以滿足提前十秒提醒接管的要求。
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不過,這主要得益于FSD HW4.0采用的雙目攝像頭方案,這種接近人類視覺的立體感知方式可以顯著提升車輛對遠距離目標的探測能力和測距精度。
可是,雙目立體視覺處理算法過于復雜,絕大多數車企依然在前視攝像頭上采用單目攝像頭方案。
在這種方案下,800萬像素攝像頭的感知距離不到300米,無法滿足提前十秒提醒接管的要求。
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除了前視攝像頭,更加值得一提的是環視攝像頭。
目前,一些輕量級或入門級城區NOA還無法很好地處理環島通行、180度大掉頭這類場景,其背后的原因就是側向感知能力的不足。
到了L3的時代,這些側向環視攝像頭有可能由目前的300萬像素攝像頭升級為800萬像素。
橘生淮南則為橘,橘生淮北則為枳。類L4能力的特斯拉要在中國本土獲得L3級車輛的生產準入,大概率也要進行傳感器系統的升級。
因為,L3特別強調功能安全,純視覺方案沒有感知冗余,存在一定的局限,而激光雷達可以提供L3自動駕駛的感知冗余和安全底線。
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激光雷達是L3車輛關鍵安全件的這個觀點當然也會受到以特斯拉為代表的純視覺技術路線陣營的挑戰。
一直以來,馬斯克這個行走的第一性原理代言人逮著機會就會宣稱自動駕駛的第一性原理是模仿人類的眼睛、神經網絡和大腦。
他給出的特斯拉堅持走純視覺路線的核心理由是,系統不知道如何處理雷達信號和攝像頭信號不一致的難題。
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不同傳感器信息不一致的事情值得深入剖析一番。
在正常環境條件下,激光雷達和攝像頭信息不一致主要來自于傳感器之間的時鐘不同步和位置不同而導致的數據對齊問題。
這個問題最近被華為、卓馭科技解決了,他們推出的激光視覺傳感器將激光雷達和攝像頭做在一起,通過剛性標定、嚴格同步解決了時空不一致引發的數據對齊問題。
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在異常環境條件下,可以進一步拆分成雨霧引發的噪聲大和光照條件差兩個分類。
對于雨霧引發的噪聲大的難題,一方面,攝像頭感知降噪、激光雷達降噪算法要齊頭并進,進一步降低這兩個傳感器在雨霧場景下的噪聲,降低不一致出現的概率。
另一方面,需要進一步提升4D毫米波雷達的感知能力,4D毫米波雷達正是為這種場景而生的。
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對于攝像頭在夜間道路照明較差或者遇到直射太陽光這種強光的場景下無法正常工作的問題,與光照無關且能精準測距的激光雷達正好完美地解決這類場景下的目標障礙物識別難題,這時候的不一致不正好是激光雷達的用武之地嘛!
感知-決策-執行是自動駕駛系統的完整閉環。
L3自動駕駛需要更強的感知能力和更出色的決策能力,端到端方案需要部署更大的神經網絡使得更大算力的芯片自然而然地成為了L3的一個必要條件。
說完了感知、決策,再來看執行部件,很顯然,線控底盤也是L3的必要條件。
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其原因有二。
首先,線控底盤實現了操作端與執行端的物理分離,線控轉向取消了方向盤與轉向輪之間的機械連接,線控制動取消了制動踏板與制動執行機構之間的機械或液壓連接。
在人駕狀態下,通過傳感器檢測方向盤的轉角信號和制動踏板的行程,經控制器處理后,驅動轉向電機執行轉向動作,控制執行機構實現制動動作。
在自動駕駛狀態下,自動駕駛系統可以直接向執行機構發送電信號指令,完全接管車輛的控制。
由于電信號的傳輸和處理速度遠快于機械結構的響應,不僅響應速度快,而且執行精度高,能夠滿足自動駕駛系統在緊急情況下對快速、精準執行的苛刻要求。
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其次,作為車輛的關鍵執行環節,制動和轉向系統需要實現雙重甚至多重冗余。
考慮到車內空間、信號傳導機制、響應精度等一系列因素,以人機解耦的線控結構替代耦合式的機械和液壓式結構,更加有利于實現這些執行部件的多重安全冗余。
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在自動駕駛系統的感知-決策-執行三大環節中,感知傳感器的數量基本上已經加無可加,接下來的進階方向是更高像素的攝像頭、更高線數的激光雷達。
作為決策大腦的大算力芯片被勤奮的本土車企和方案供應商們卷出了花,多年來的聲量也很大。
唯獨執行環節的制動和轉向,不僅聲量不高,進步幅度不算大。隨著L3時代的到來,線控底盤的賽道大概率要加速了。
結合以上的分析,反觀國內的量產車型,似乎只有華為的尊界S800才能稱得上是真正的L3車輛。
其它車型要么算力不夠,算法拉胯,要么傳感器不行,底盤做得不到位。
記得小鵬說過要在25年實現L3自動駕駛能力,不知道反映這個能力的車型到底在哪里?
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