前(qian)幾(ji)日，從(cong)不在(zai)媒體(ti)投放廣告(gao)的特斯(si)拉(la)被免費(fei)贈送了一條黑(hei)廣告(gao)，并且是在(zai)全球觀看次(ci)數(shu)最多的體(ti)育賽事“超級碗”的黃金(jin)時段。這則30秒的廣告(gao)反復告(gao)誡大(da)眾，要禁(jin)止特斯(si)拉(la)全自動(dong)駕(jia)駛(FSD)進入(ru)公共交通系統(tong)，而馬(ma)斯(si)克本人當(dang)天也在(zai)超級碗現場。
這則(ze)廣告的(de)(de)素材據稱(cheng)來自(zi)科技企(qi)業家丹·奧多德(de)創立的(de)(de)組織“黎明(ming)計劃”，他們自(zi)己拍攝(she)了測試(shi)特(te)斯(si)(si)拉的(de)(de)“技術缺陷”，以證明(ming)其存在(zai)安全(quan)風險(xian)。憑著“讓計算機對人類更安全(quan)”這條口號(hao)，奧多德(de)的(de)(de)組織通(tong)過大肆宣傳企(qi)圖阻止特(te)斯(si)(si)拉的(de)(de)全(quan)自(zi)動駕駛上(shang)路，而在(zai)超(chao)級碗的(de)(de)廣告上(shang)，他們花費了598000美(mei)元。
實(shi)現完全(quan)自(zi)動駕(jia)駛是一項非常高(gao)階(jie)的(de)(de)(de)技術，也是智能車產業的(de)(de)(de)遠大(da)目標。但近年來，與“自(zi)動駕(jia)駛”這個詞條(tiao)掛(gua)鉤的(de)(de)(de)交通事(shi)故觸(chu)目驚心，在(zai)“未來技術”與“人身安全(quan)”之間有一條(tiao)不知能夠何時跨越的(de)(de)(de)鴻(hong)溝。
但其(qi)實目前特斯拉的自(zi)動駕駛(shi)技術已經可以稱得上“保守”。馬斯克早在(zai)2016年提(ti)出的純視覺方案(an)還沒有(you)完成，這個方案(an)更為大膽，也(ye)是他堅信能夠真正實現全(quan)自(zi)動駕駛(shi)的技術路(lu)徑，彼時在(zai)業內掀(xian)起不(bu)小的震動。
但“純視覺”方案喊了幾年(nian)也沒(mei)有實(shi)現。近日，德(de)國特斯拉粉絲(si)們扒出了特斯拉在(zai)向歐(ou)洲監管機構提交的車輛變(bian)更申(shen)請，最新(xin)自動駕駛(shi)硬件(jian)HW4.0確認量產上車，新(xin)一代FSD(全自動駕駛(shi))硬件(jian)前置攝像頭(tou)由3變(bian)2，毫米波雷達仍然(ran)存(cun)在(zai)。
今天，就著這(zhe)場特(te)斯拉引發的爭(zheng)議，我們想討論一下(xia)“純視(shi)覺(jue)方案(an)”究竟是否(fou)可行?馬斯克為何(he)堅持這(zhe)條路不(bu)放手?毫(hao)米(mi)波雷(lei)達在自動駕(jia)駛中為何(he)被嫌棄但又不(bu)能拋(pao)棄?
“視覺派”VS“雷達派”
我(wo)們(men)知道(dao)，自動(dong)駕駛分(fen)為“雷(lei)達派(pai)”和“視覺派(pai)”，后(hou)者(zhe)的代表企(qi)業是(shi)(shi)特(te)斯(si)(si)拉(盡管尚(shang)未實現)，大(da)部分(fen)的方案商采用的是(shi)(shi)多融(rong)合傳(chuan)感器解決(jue)方案。而特(te)斯(si)(si)拉為何(he)堅持“視覺派(pai)”，或許(xu)可以從(cong)特(te)斯(si)(si)拉老員工的口中(zhong)一探究(jiu)竟。
特斯(si)拉(la)(la)前AI主(zhu)管安德烈·卡帕斯(si)曾在(zai)播客中談到，馬斯(si)克推(tui)崇的是(shi)“最好的部件就是(shi)沒有(you)(you)部件”的理念(nian)，他的極簡主(zhu)義體現在(zai)特斯(si)拉(la)(la)所(suo)有(you)(you)汽車的方方面(mian)面(mian)，比如以觸(chu)摸屏(ping)處理所(suo)有(you)(you)事情。
額(e)外的傳(chuan)感器不(bu)僅給(gei)自動駕駛(shi)系統增(zeng)加(jia)了成本，也增(zeng)加(jia)了系統的復(fu)雜性，這(zhe)讓軟件運行(xing)任務變得更加(jia)繁(fan)復(fu)，同時(shi)增(zeng)加(jia)了數(shu)據管道的構建成本。長遠看來，這(zhe)也給(gei)上游的供(gong)應鏈(lian)和制造業(ye)增(zeng)加(jia)了風險和復(fu)雜性。
業界能(neng)夠(gou)(gou)(gou)達成一(yi)致的(de)觀點是(shi)“視覺系統(tong)是(shi)完成任務(wu)的(de)充分(fen)必要(yao)條(tiao)件”。那么如果視覺系統(tong)的(de)功能(neng)足夠(gou)(gou)(gou)強(qiang)悍，額外的(de)傳感(gan)器和工具(ju)成本就會蓋過(guo)他(ta)們本身(shen)能(neng)夠(gou)(gou)(gou)帶來的(de)幫助作用。這其(qi)中也包括(kuo)傳感(gan)器的(de)日常(chang)維護成本，以及軟件與硬(ying)件配合的(de)升級、校準等(deng)等(deng)后(hou)續(xu)工作。
在(zai)安德(de)烈看來，激光雷(lei)達(da)和(he)毫米波雷(lei)達(da)產生的(de)(de)大量代碼膨脹和(he)數(shu)據膨脹必然會(hui)被處理，相應的(de)(de)傳感(gan)器也(ye)必然會(hui)被淘(tao)汰。另一大問題(ti)是，繪(hui)制地圖并(bing)保持(chi)及時更新(xin)需要(yao)(yao)非常高昂的(de)(de)成本(ben)，這也(ye)阻(zu)礙了自(zi)動駕(jia)駛技術的(de)(de)根本(ben)性突破。所(suo)以反(fan)其道而行之，以視覺(jue)來詮釋道路設計，專注于視覺(jue)系統是非常重要(yao)(yao)的(de)(de)。
身為自動駕駛“視覺派”代表的馬斯克認為，人工智能能夠和人類一樣依靠視覺駕駛。他認為，采用雙目感知、光電傳輸效應等原理的車載攝像頭系統才是實現智能駕駛的(de)正確思路(lu)。當視(shi)覺系統足(zu)夠(gou)強(qiang)悍，它足(zu)以收集到(dao)其他(ta)傳感(gan)器覆蓋的(de)信息點，那么視(shi)覺系統將(jiang)取代其他(ta)傳感(gan)器，但目前這個階段顯(xian)然是做不到(dao)的(de)。
很顯(xian)然(ran)，特斯拉的(de)做法是讓自動(dong)駕駛做類比人腦的(de)事(shi)情。
再(zai)看“雷(lei)(lei)達(da)(da)派(pai)”中(zhong)最有(you)資歷的(de)(de)華為(wei)，他(ta)們從車(che)規(gui)級激光雷(lei)(lei)達(da)(da)，到毫米波雷(lei)(lei)達(da)(da)的(de)(de)研(yan)發一路穩步推進(jin)，華為(wei)高層一致認為(wei)：視(shi)覺方案對距離(li)、移動的(de)(de)判斷明顯不夠(gou)，雷(lei)(lei)達(da)(da)才是(shi)大勢所(suo)趨(qu)。馬斯克也曾(ceng)為(wei)毫米波雷(lei)(lei)達(da)(da)站(zhan)過臺，他(ta)曾(ceng)提(ti)到，雷(lei)(lei)達(da)(da)系統(tong)最初的(de)(de)使(shi)用目的(de)(de)是(shi)作(zuo)為(wei)相機的(de)(de)補充傳(chuan)感(gan)器，但雷(lei)(lei)達(da)(da)有(you)可能(neng)變得更加(jia)通用和響應迅速。
但(dan)早(zao)期的(de)毫(hao)米(mi)(mi)波雷(lei)達(da)曾出現很多(duo)問題(ti)，雷(lei)達(da)曾因(yin)不必要的(de)情況(kuang)引起制動事(shi)件，比如一個(ge)凹底罐子即可(ke)引起制動，原因(yin)是(shi)毫(hao)米(mi)(mi)波雷(lei)達(da)只(zhi)知(zhi)道它會撞(zhuang)到一些致(zhi)密的(de)東西，卻沒(mei)有足夠(gou)的(de)分辨能(neng)力去判(pan)斷。此外，毫(hao)米(mi)(mi)波雷(lei)達(da)也曾因(yin)沒(mei)有足夠(gou)的(de)高度(du)測量(liang)能(neng)力，對靜態目標無法很好的(de)識別，導致(zhi)撞(zhuang)車事(shi)故的(de)發生(sheng)。
2021年(nian)4月，馬(ma)斯克在推特(te)上(shang)宣布(bu)了在FSD Beta V9.0中將使(shi)用純視覺的(de)(de)方案。同年(nian)五月，馬(ma)斯克正式宣布(bu)，北美(mei)新的(de)(de)Model 3、Model Y將取消(xiao)毫米波雷達，改為由攝影鏡頭偵測的(de)(de)Tesla Vision 純視覺技術作為 Autopilot 駕駛輔助(zhu)系統的(de)(de)基礎。
網(wang)站Tesla Deaths統計的特斯(si)拉每一(yi)次(ci)事故(gu)
但根(gen)據用戶反饋，特斯(si)拉在2021年取消毫米波雷達(da)(da)后，同(tong)時也(ye)降(jiang)低了Autopilot的性能，直(zhi)至2022年底也(ye)沒(mei)有(you)(you)恢復(fu)到此前所能達(da)(da)到的速度。有(you)(you)特斯(si)拉車(che)主表(biao)示，沒(mei)有(you)(you)雷達(da)(da)的系統更頻繁(fan)地出現(xian) “幻影剎車(che)”事件，車(che)輛會因為不存在或沒(mei)有(you)(you)安全威脅的障礙物而剎車(che)，有(you)(you)時甚至是(shi)猛剎車(che)。這也(ye)是(shi)純(chun)視覺方案帶來(lai)的余波。
激光雷達背后的技術之爭
回(hui)到馬(ma)斯克無奈裝回(hui)的主角(jiao)毫(hao)米波雷(lei)達(da)。資料(liao)顯示，毫(hao)米波雷(lei)達(da)可以根據接收和發射(she)毫(hao)米波的時間差(cha)，結合毫(hao)米波傳播速(su)度(du)、載體(ti)(ti)速(su)度(du)及(ji)監測目(mu)標速(su)度(du)，來獲得(de)汽(qi)車與(yu)其他物(wu)體(ti)(ti)相(xiang)對距離、相(xiang)對速(su)度(du)、角(jiao)度(du)及(ji)運動方向等(deng)物(wu)理環境信(xin)息。
相較于(yu)激光雷達(LiDAR)，毫米(mi)(mi)波(bo)雷達技術現(xian)階段更(geng)(geng)為成(cheng)熟(shu)，應(ying)用也更(geng)(geng)加廣泛(fan)，成(cheng)本相對較低。與可(ke)見(jian)光攝像頭相比，毫米(mi)(mi)波(bo)雷達的準確性和穩定性更(geng)(geng)優(you)，價格差距也在(zai)不斷縮小。尤為重要的是，毫米(mi)(mi)波(bo)雷達在(zai)全天(tian)候工作方(fang)面具備無可(ke)替代的優(you)勢，這也是它(ta)成(cheng)為汽車電(dian)子(zi)廠商公認(ren)的主流選擇的一大原因。
現階(jie)段(duan)，車(che)載毫(hao)米波(bo)雷(lei)達(da)根據毫(hao)米波(bo)頻(pin)(pin)率可以(yi)分為24GHz、77GHz和(he)(he)79GHz毫(hao)米波(bo)雷(lei)達(da)三大種(zhong)類(lei)。目前，國際上(shang)各個(ge)國家(jia)使用(yong)的車(che)載毫(hao)米波(bo)雷(lei)達(da)的頻(pin)(pin)段(duan)各有不同，除了(le)少數國家(jia)采用(yong)60GHz頻(pin)(pin)段(duan)外，主要集中在24GHz和(he)(he)77GHz兩個(ge)頻(pin)(pin)段(duan)。
自動駕駛技術快速發展，對汽車雷達在分辨率、探測精度和可靠性等方面提出了更高要求，現有的24GHz頻段的頻率規劃難以滿足汽車雷達的技術發展需求，迫切需要為其規劃更大帶寬的使用頻率。經過幾年發展，未來全球車載毫米波雷達的頻段會趨同于77GHz頻段(76-81GHz)。77 GHz車載激光雷達正在成為主流，因其分辨率和精度更高，體積也更小。目前看來，毫米波雷達未來總體向著高頻段、芯片集成化和4D毫米(mi)波方向發展。
在實際(ji)應用上(shang)，毫(hao)米(mi)波雷達(da)對(dui)于(yu)不同層(ceng)級的智(zhi)能化(hua)水平搭載(zai)數(shu)量不同，目前L1 或L2 級一般需要搭載(zai)0-3個(ge)左右，L3 級一般需要搭載(zai)3-6個(ge)左右，L4或L5級一般需要6-10 個(ge)左右。在全球毫(hao)米(mi)波雷達(da)市場上(shang)，占主導地位的是(shi)德國、美(mei)國、日本等國家。關鍵的毫(hao)米(mi)波核心芯片多數(shu)被(bei)德州儀器、英(ying)飛凌(ling)、NXP、ADI、ST、富(fu)士(shi)通、安森美(mei)、瑞(rui)薩等國際(ji)半導體公(gong)司所壟斷。
中(zhong)國(guo)(guo)在(zai)毫(hao)(hao)米(mi)(mi)波(bo)雷達技(ji)術(shu)(shu)上起步較晚。2013年(nian)(nian)，24GHz毫(hao)(hao)米(mi)(mi)波(bo)雷達產(chan)(chan)(chan)品才(cai)進入(ru)中(zhong)國(guo)(guo);時至2018 年(nian)(nian)，我國(guo)(guo)才(cai)實現24GHz毫(hao)(hao)米(mi)(mi)波(bo)雷達國(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)。當前(qian)，77GHz毫(hao)(hao)米(mi)(mi)波(bo)雷達產(chan)(chan)(chan)品仍未實現大規模國(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化(hua)，只有(you)少數國(guo)(guo)內廠商(shang)具備77GHz產(chan)(chan)(chan)品的(de)量產(chan)(chan)(chan)能力。但中(zhong)國(guo)(guo)廠商(shang)并未放棄(qi)突破。近(jin)日，由河北交(jiao)通投資(zi)集(ji)團有(you)限公(gong)司、北京理工大學、中(zhong)國(guo)(guo)公(gong)路學會(hui)科技(ji)成果(guo)轉化(hua)中(zhong)心聯合發布(bu)的(de)，裝配國(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)芯(xin)(xin)片(pian)的(de)新一代高頻高性能超距(ju)毫(hao)(hao)米(mi)(mi)波(bo)雷達正式發布(bu)，標志(zhi)著我國(guo)(guo)在(zai)高頻段毫(hao)(hao)米(mi)(mi)波(bo)雷達芯(xin)(xin)片(pian)研發方(fang)面取(qu)得重大技(ji)術(shu)(shu)進步，填補了國(guo)(guo)內技(ji)術(shu)(shu)空白。
從(cong)車廠方面來(lai)看，蔚來(lai)、小鵬、理想、威馬(ma)、智(zhi)己等造車新勢力，加上長城(cheng)、一汽等傳統(tong)(tong)主機(ji)廠，紛紛選擇(ze)在新車型(xing)上搭載激(ji)光(guang)雷達(da)(da)，形成(cheng)攝像頭、毫米(mi)波雷達(da)(da)、激(ji)光(guang)雷達(da)(da)等多傳感器融(rong)合(he)的系統(tong)(tong)。
而馬斯克(ke)雖然(ran)曾經放(fang)言“任何依靠激(ji)光雷(lei)達(開(kai)發自動駕駛(shi))的企業注(zhu)定完蛋。這些昂(ang)貴的傳(chuan)感器毫(hao)無必要，就像是長了個昂(ang)貴的闌尾”，但其實也(ye)沒有停止在毫(hao)米波雷(lei)達層面進行研(yan)發。2022年6月，FCC美國聯邦通信委員會的公開(kai)文件顯(xian)示，特(te)斯拉注(zhu)冊了一款4D毫(hao)米波雷(lei)達，并提交了詳(xiang)細的合規測(ce)試(shi)報(bao)告(gao)。
4D毫米(mi)波(bo)雷(lei)達具備優(you)勢高度(du)探測、更(geng)高的點(dian)云質量密(mi)度(du)、探測距離更(geng)遠以及(ji)對靜態障礙物進(jin)行(xing)目標分類等優(you)勢，突破了傳統車載雷(lei)達的局(ju)限性，正(zheng)成為行(xing)業下一代毫米(mi)波(bo)雷(lei)達的重(zhong)點(dian)發(fa)展方(fang)向。
寫在最后
從毫米(mi)波雷達(da)拉鋸(ju)戰(zhan)放大到自(zi)動(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)行(xing)業，今年(nian)(nian)各車廠在(zai)(zai)L3級自(zi)動(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)動(dong)(dong)作不(bu)斷(duan)。小鵬汽車董事長何小鵬表示，在(zai)(zai)未來(lai)的(de)(de)五年(nian)(nian)，新能源汽車和以(yi)全自(zi)動(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)為代表的(de)(de)智能汽車會進(jin)入到下一個全新的(de)(de)五年(nian)(nian)。奔馳近日也表示將在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)國啟動(dong)(dong)L3級有條件自(zi)動(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)的(de)(de)測(ce)試，中(zhong)(zhong)國研(yan)發部門的(de)(de)專家團隊(dui)將深度參與到“DRIVE PILOT駕(jia)駛(shi)領航系統”，針(zhen)對中(zhong)(zhong)國路況運行(xing)的(de)(de)設(she)計優化。今年(nian)(nian)或許是(shi)L3自(zi)動(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)技術爆(bao)發之(zhi)年(nian)(nian)?
參考資料：
1.《特斯拉(la)全新(xin)(xin)車載計算機申報(bao)：確(que)(que)定新(xin)(xin)增雷達(da)，確(que)(que)定老(lao)車主無法升(sheng)級》，智能車參考(kao)
2.《特斯拉前AI主管揭秘(mi)被拋棄的(de)雷(lei)達》，汽車商業評論
3.《越來越熱的(de)毫米波雷達》，智能(neng)汽車設計
4.《毫米(mi)波雷達(da)降價了》，界(jie)面新(xin)聞(wen)
5.《談(tan)談(tan)特斯拉與毫米波(bo)雷達的前世今生》，智(zhi)能汽車設計
