前幾日，從不在(zai)媒(mei)體投放廣(guang)告的特(te)斯(si)拉(la)被免費(fei)贈送了一條黑廣(guang)告，并且(qie)是在(zai)全球觀看次數最多的體育賽事(shi)“超級(ji)(ji)碗(wan)”的黃金時段。這則(ze)30秒的廣(guang)告反復告誡大眾(zhong)，要(yao)禁止特(te)斯(si)拉(la)全自動駕駛(FSD)進入公共交通系統，而馬斯(si)克(ke)本人當天也(ye)在(zai)超級(ji)(ji)碗(wan)現場。
這(zhe)則廣(guang)告(gao)的(de)(de)素材據(ju)稱來自(zi)(zi)科(ke)技(ji)企(qi)業家丹·奧多德創立的(de)(de)組織(zhi)“黎明計(ji)劃”，他們自(zi)(zi)己拍攝了測試特斯(si)拉的(de)(de)“技(ji)術缺陷”，以證(zheng)明其(qi)存在安全風(feng)險。憑(ping)著“讓計(ji)算機對人類更安全”這(zhe)條口號，奧多德的(de)(de)組織(zhi)通(tong)過大(da)肆宣傳企(qi)圖阻止(zhi)特斯(si)拉的(de)(de)全自(zi)(zi)動駕(jia)駛上路，而(er)在超級碗的(de)(de)廣(guang)告(gao)上，他們花費(fei)了598000美元(yuan)。
實現完全自動駕駛是一(yi)項非常高階的技(ji)術，也(ye)是智能(neng)車(che)產業的遠大目標。但近年來(lai)，與(yu)“自動駕駛”這(zhe)個詞條(tiao)掛(gua)鉤的交通(tong)事故觸(chu)目驚心，在“未來(lai)技(ji)術”與(yu)“人身(shen)安全”之間有一(yi)條(tiao)不(bu)知能(neng)夠何(he)時跨越的鴻溝。
但其實目前特斯拉的(de)自動(dong)駕(jia)駛技術已經可以稱得上“保守”。馬斯克早在(zai)(zai)2016年提出的(de)純視(shi)覺(jue)方案還(huan)沒有完成，這個方案更為大(da)膽(dan)，也是他堅信(xin)能(neng)夠真正實現(xian)全自動(dong)駕(jia)駛的(de)技術路(lu)徑(jing)，彼時在(zai)(zai)業內(nei)掀起(qi)不小(xiao)的(de)震動(dong)。
但“純視覺”方案喊了幾年也沒有實現(xian)。近日(ri)，德國特(te)斯(si)拉(la)(la)粉絲們扒出(chu)了特(te)斯(si)拉(la)(la)在向歐洲監管機構(gou)提交的車(che)輛變更(geng)申(shen)請，最(zui)新自(zi)動(dong)駕(jia)駛硬(ying)件HW4.0確(que)認量產上車(che)，新一(yi)代FSD(全自(zi)動(dong)駕(jia)駛)硬(ying)件前置(zhi)攝像頭由3變2，毫米波雷達(da)仍然存在。
今天，就著(zhu)這場(chang)特斯拉引發的爭議，我(wo)們(men)想討論(lun)一下(xia)“純視覺方案(an)”究(jiu)竟是否可行?馬(ma)斯克為(wei)何堅(jian)持(chi)這條路(lu)不(bu)放手?毫米波雷達在自動駕駛中(zhong)為(wei)何被嫌棄(qi)但(dan)又(you)不(bu)能拋棄(qi)?
“視覺派”VS“雷達派”
我們(men)知道，自動駕駛分(fen)為“雷達(da)派”和“視(shi)(shi)覺(jue)派”，后(hou)者(zhe)的(de)(de)代表企業是特斯拉(la)(la)(盡管(guan)尚(shang)未實現)，大(da)部分(fen)的(de)(de)方案商采(cai)用的(de)(de)是多融(rong)合傳(chuan)感器(qi)解決方案。而(er)特斯拉(la)(la)為何堅持“視(shi)(shi)覺(jue)派”，或許可以從(cong)特斯拉(la)(la)老員工(gong)的(de)(de)口中一探究(jiu)竟。
特斯(si)拉前AI主(zhu)(zhu)管安德(de)烈·卡帕(pa)斯(si)曾在播客中談到，馬斯(si)克推崇的是(shi)“最(zui)好的部件(jian)就(jiu)是(shi)沒有部件(jian)”的理(li)念，他的極(ji)簡主(zhu)(zhu)義(yi)體現在特斯(si)拉所有汽(qi)車的方(fang)(fang)方(fang)(fang)面(mian)面(mian)，比如以觸摸屏處理(li)所有事情。
額(e)外(wai)的傳感器(qi)不僅(jin)給(gei)自動駕(jia)駛系統(tong)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)成(cheng)本，也增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)系統(tong)的復(fu)雜性，這讓軟(ruan)件運(yun)行任務變得(de)更加(jia)(jia)繁復(fu)，同時增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)數(shu)據管道的構(gou)建成(cheng)本。長遠看來，這也給(gei)上游(you)的供應鏈和制造(zao)業增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)了(le)風險(xian)和復(fu)雜性。
業(ye)界能(neng)夠達成一致(zhi)的(de)(de)觀點是(shi)“視(shi)覺(jue)系統是(shi)完成任務的(de)(de)充分必要條件(jian)”。那(nei)么如果視(shi)覺(jue)系統的(de)(de)功能(neng)足夠強悍，額外的(de)(de)傳感器和工具成本(ben)(ben)就會蓋(gai)過他們本(ben)(ben)身能(neng)夠帶(dai)來的(de)(de)幫(bang)助作(zuo)用。這(zhe)其(qi)中也(ye)包括傳感器的(de)(de)日(ri)常維護成本(ben)(ben)，以及軟件(jian)與硬件(jian)配合的(de)(de)升級、校準等(deng)等(deng)后續工作(zuo)。
在安(an)德(de)烈看來，激光雷(lei)達和毫米波(bo)雷(lei)達產生(sheng)的(de)(de)大量代碼(ma)膨(peng)(peng)脹和數據膨(peng)(peng)脹必然會(hui)被處理，相應的(de)(de)傳感器也(ye)必然會(hui)被淘(tao)汰。另一大問題是，繪(hui)制地(di)圖并保(bao)持及時更(geng)新需要非常高昂(ang)的(de)(de)成本(ben)(ben)，這也(ye)阻礙了自動(dong)駕(jia)駛技術的(de)(de)根本(ben)(ben)性突破。所以反其道而行之，以視覺來詮釋(shi)道路設計，專注(zhu)于視覺系統是非常重要的(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正確思路。當(dang)視覺(jue)系統足(zu)夠(gou)強悍，它足(zu)以收集到其(qi)他(ta)傳感器覆(fu)蓋的信息點，那么視覺(jue)系統將取代其(qi)他(ta)傳感器，但(dan)目前這個階段顯然是做不到的。
很顯然，特(te)斯(si)拉的做法(fa)是(shi)讓(rang)自動駕(jia)駛(shi)做類比人腦的事情。
再看(kan)“雷(lei)達派”中(zhong)最有(you)資歷的(de)華為(wei)(wei)，他們從(cong)車規級激光雷(lei)達，到毫米(mi)波雷(lei)達的(de)研(yan)發一路(lu)穩步推進，華為(wei)(wei)高層(ceng)一致認為(wei)(wei)：視覺方(fang)案對距離、移(yi)動(dong)的(de)判斷明顯不夠，雷(lei)達才是大勢所(suo)趨。馬斯(si)克也曾(ceng)為(wei)(wei)毫米(mi)波雷(lei)達站過臺，他曾(ceng)提(ti)到，雷(lei)達系統(tong)最初的(de)使用(yong)目的(de)是作為(wei)(wei)相機的(de)補充傳(chuan)感(gan)器，但雷(lei)達有(you)可能變(bian)得(de)更加通用(yong)和響應(ying)迅速。
但早(zao)期(qi)的(de)毫(hao)米波(bo)雷達(da)(da)曾(ceng)(ceng)出現很多問(wen)題(ti)，雷達(da)(da)曾(ceng)(ceng)因(yin)(yin)(yin)不必要的(de)情(qing)況引起(qi)(qi)制動事件，比(bi)如(ru)一(yi)個凹(ao)底(di)罐子即可引起(qi)(qi)制動，原(yuan)因(yin)(yin)(yin)是(shi)毫(hao)米波(bo)雷達(da)(da)只知(zhi)道它會撞到一(yi)些致(zhi)密的(de)東西，卻沒有(you)足夠(gou)的(de)分辨能力去判斷(duan)。此外，毫(hao)米波(bo)雷達(da)(da)也曾(ceng)(ceng)因(yin)(yin)(yin)沒有(you)足夠(gou)的(de)高度測量(liang)能力，對靜態目標無法很好的(de)識(shi)別，導致(zhi)撞車事故(gu)的(de)發生(sheng)。
2021年4月(yue)(yue)，馬斯克(ke)在(zai)推(tui)特上宣布(bu)了在(zai)FSD Beta V9.0中將(jiang)使(shi)用純(chun)視(shi)覺(jue)的(de)(de)方(fang)案。同年五(wu)月(yue)(yue)，馬斯克(ke)正式宣布(bu)，北美新的(de)(de)Model 3、Model Y將(jiang)取消(xiao)毫米波雷(lei)達，改(gai)為由攝影鏡(jing)頭偵測的(de)(de)Tesla Vision 純(chun)視(shi)覺(jue)技術作為 Autopilot 駕駛輔助系(xi)統的(de)(de)基礎。
網站(zhan)Tesla Deaths統計的特斯拉每(mei)一次事(shi)故
但根據用戶反(fan)饋，特(te)斯(si)(si)拉在2021年(nian)取消毫米波(bo)雷(lei)達(da)后，同(tong)時也(ye)降低了Autopilot的(de)性能，直至2022年(nian)底也(ye)沒有恢(hui)復到(dao)此前所(suo)能達(da)到(dao)的(de)速度(du)。有特(te)斯(si)(si)拉車(che)主(zhu)表示，沒有雷(lei)達(da)的(de)系(xi)統更頻繁地出現 “幻影剎(cha)(cha)車(che)”事件，車(che)輛會因(yin)為不存在或沒有安全威脅的(de)障礙物(wu)而剎(cha)(cha)車(che)，有時甚(shen)至是(shi)猛剎(cha)(cha)車(che)。這也(ye)是(shi)純視覺方案帶(dai)來的(de)余波(bo)。
激光雷達背后的技術之爭
回(hui)到馬斯克無奈裝回(hui)的主角毫米波雷(lei)達。資料顯示(shi)，毫米波雷(lei)達可以根據接收和(he)發射毫米波的時間差，結合毫米波傳(chuan)播速(su)度、載(zai)體速(su)度及(ji)監測(ce)目標(biao)速(su)度，來獲(huo)得汽(qi)車與其(qi)他物體相(xiang)對距(ju)離、相(xiang)對速(su)度、角度及(ji)運動方向等物理(li)環(huan)境信息。
相(xiang)較于激光(guang)雷達(da)(da)(LiDAR)，毫米(mi)波(bo)雷達(da)(da)技(ji)術現階段(duan)更(geng)為成(cheng)熟，應用(yong)也(ye)更(geng)加廣泛(fan)，成(cheng)本相(xiang)對(dui)較低。與可(ke)見光(guang)攝像(xiang)頭相(xiang)比，毫米(mi)波(bo)雷達(da)(da)的準確(que)性和穩定性更(geng)優，價格差距也(ye)在(zai)不斷縮小。尤為重(zhong)要(yao)的是，毫米(mi)波(bo)雷達(da)(da)在(zai)全天候工作方(fang)面具(ju)備(bei)無可(ke)替(ti)代(dai)的優勢，這也(ye)是它成(cheng)為汽車電(dian)子廠商公認的主流選擇的一(yi)大原因。
現(xian)階段，車載(zai)毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)雷達(da)根據毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)頻率可以(yi)分為24GHz、77GHz和79GHz毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)雷達(da)三大種(zhong)類。目前(qian)，國際上各(ge)個國家使用的車載(zai)毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)雷達(da)的頻段各(ge)有(you)不同(tong)，除了少(shao)數國家采用60GHz頻段外(wai)，主要集中在24GHz和77GHz兩個頻段。
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(cheng)化和4D毫米波方向(xiang)發展。
在實際應(ying)用上(shang)，毫米(mi)(mi)波(bo)雷達對于不(bu)同層級的智(zhi)能化水平搭載數量不(bu)同，目前L1 或L2 級一(yi)般需(xu)要(yao)搭載0-3個左(zuo)右(you)，L3 級一(yi)般需(xu)要(yao)搭載3-6個左(zuo)右(you)，L4或L5級一(yi)般需(xu)要(yao)6-10 個左(zuo)右(you)。在全(quan)球(qiu)毫米(mi)(mi)波(bo)雷達市場上(shang)，占主導地(di)位(wei)的是德(de)國(guo)(guo)、美國(guo)(guo)、日本等國(guo)(guo)家。關鍵的毫米(mi)(mi)波(bo)核心芯片多數被(bei)德(de)州(zhou)儀器、英飛凌、NXP、ADI、ST、富(fu)士通、安森美、瑞(rui)薩等國(guo)(guo)際半導體公司所(suo)壟斷。
中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)在毫(hao)米(mi)波雷(lei)(lei)達技術上起步較晚。2013年(nian)(nian)，24GHz毫(hao)米(mi)波雷(lei)(lei)達產(chan)品(pin)(pin)才進入中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo);時至2018 年(nian)(nian)，我國(guo)(guo)(guo)才實現(xian)24GHz毫(hao)米(mi)波雷(lei)(lei)達國(guo)(guo)(guo)產(chan)。當(dang)前(qian)，77GHz毫(hao)米(mi)波雷(lei)(lei)達產(chan)品(pin)(pin)仍未(wei)實現(xian)大(da)規模國(guo)(guo)(guo)產(chan)化，只有(you)少數國(guo)(guo)(guo)內廠商具備77GHz產(chan)品(pin)(pin)的(de)量產(chan)能力。但中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)廠商并未(wei)放棄(qi)突破。近日，由河北(bei)交通投資集團有(you)限公(gong)司、北(bei)京(jing)理工大(da)學(xue)、中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)公(gong)路學(xue)會科技成果轉化中(zhong)(zhong)心(xin)聯(lian)合發布的(de)，裝配國(guo)(guo)(guo)產(chan)芯片的(de)新一代高頻高性能超距毫(hao)米(mi)波雷(lei)(lei)達正(zheng)式發布，標志(zhi)著我國(guo)(guo)(guo)在高頻段毫(hao)米(mi)波雷(lei)(lei)達芯片研(yan)發方面(mian)取得(de)重大(da)技術進步，填(tian)補了國(guo)(guo)(guo)內技術空(kong)白。
從車廠(chang)方面來(lai)看(kan)，蔚來(lai)、小鵬、理想、威馬、智己等(deng)造車新勢力，加(jia)上(shang)長(chang)城、一汽(qi)等(deng)傳統主機廠(chang)，紛(fen)紛(fen)選擇(ze)在(zai)新車型上(shang)搭載(zai)激光(guang)雷達，形成攝像頭、毫(hao)米波(bo)雷達、激光(guang)雷達等(deng)多傳感器融合的系(xi)統。
而馬斯(si)克雖然曾經放(fang)言(yan)“任何依靠激(ji)光雷(lei)達(da)(開(kai)發(fa)自動駕駛)的(de)企(qi)業注定完(wan)蛋。這些昂貴(gui)(gui)的(de)傳(chuan)感器毫(hao)無必要，就像是長了個昂貴(gui)(gui)的(de)闌尾”，但其實也沒(mei)有停止在(zai)毫(hao)米波(bo)(bo)雷(lei)達(da)層面進行(xing)研發(fa)。2022年6月，FCC美國聯(lian)邦通信委員(yuan)會的(de)公開(kai)文(wen)件(jian)顯示，特斯(si)拉注冊了一款4D毫(hao)米波(bo)(bo)雷(lei)達(da)，并(bing)提交了詳細的(de)合規測試報告(gao)。
4D毫米波(bo)雷(lei)達具備優勢高度(du)探(tan)測、更高的(de)點(dian)云質量密度(du)、探(tan)測距離更遠以及對(dui)靜(jing)態障礙物(wu)進行(xing)(xing)目(mu)標分類等優勢，突破了傳統(tong)車(che)載(zai)雷(lei)達的(de)局限(xian)性，正成為行(xing)(xing)業下一代(dai)毫米波(bo)雷(lei)達的(de)重(zhong)點(dian)發展方向。
寫在最后
從(cong)毫米波雷達拉(la)鋸戰放大到(dao)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)(jia)駛(shi)(shi)行(xing)業，今年(nian)(nian)各(ge)車(che)廠在(zai)L3級(ji)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)(jia)駛(shi)(shi)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)不斷(duan)。小(xiao)鵬汽(qi)車(che)董(dong)事(shi)長何小(xiao)鵬表示，在(zai)未來(lai)的(de)五年(nian)(nian)，新能源汽(qi)車(che)和(he)以全(quan)(quan)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)(jia)駛(shi)(shi)為代表的(de)智能汽(qi)車(che)會進入到(dao)下(xia)一個全(quan)(quan)新的(de)五年(nian)(nian)。奔(ben)馳近(jin)日也表示將在(zai)中(zhong)國(guo)啟動(dong)(dong)(dong)L3級(ji)有(you)條件(jian)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)(jia)駛(shi)(shi)的(de)測試，中(zhong)國(guo)研發(fa)部門的(de)專家團隊將深度(du)參(can)與到(dao)“DRIVE PILOT駕(jia)(jia)駛(shi)(shi)領航系(xi)統”，針(zhen)對中(zhong)國(guo)路況運(yun)行(xing)的(de)設計優化。今年(nian)(nian)或許是L3自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)(jia)駛(shi)(shi)技術(shu)爆發(fa)之年(nian)(nian)?
參考資料：
1.《特斯拉全新(xin)車(che)載計算機申(shen)報：確定(ding)(ding)新(xin)增雷(lei)達，確定(ding)(ding)老車(che)主無法升級》，智能車(che)參考
2.《特(te)斯拉前(qian)AI主管揭秘被(bei)拋棄的雷(lei)達》，汽車商業(ye)評論
3.《越來越熱的毫米波雷達》，智能汽車設計
4.《毫米波(bo)雷達降價(jia)了(le)》，界面(mian)新(xin)聞
5.《談談特(te)斯拉與毫米波雷達(da)的前(qian)世今(jin)生》，智能汽車設計
