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自动驾驶之小鹏篇——“最懂中国”的自动驾驶科技公司

[资讯-牛车网]

传统车企以发动机、变速箱以及整车调校等方面塑造竞争优势;新四化趋势下,不少新造车势力选择以电动化切入,以智能科技为核心优势,企图换道超车。

经过多年发展,蔚来、小鹏、理想三家已成功在美股上市,跑赢第一轮淘汰赛。那么从技术的角度来看,三强中谁才是自动驾驶能力最强的车企?今天,编辑将从感知硬件、芯片算力、实现功能、研发布局四个方面来评价,分析谁才是最具智能科技的中国品牌!

小鹏篇:代表车型——小鹏P7

小鹏P7是小鹏汽车旗下第二款车型,也是小鹏汽车智能化程度最高的一款。

感知硬件方面:小鹏P7 XPILOT 3.0系统配备了13个摄像头(前三目、4颗ADAS摄像头、4颗泊车360环视摄像头、1颗车内人脸识别摄像头、1颗行车记录仪摄像头)、5个毫米波雷达、12颗超声波雷达、双频高精度GPS,还支持高精度地图定位以及V2X技术。

其中,正前方的三目摄像头(安装在前挡风玻璃上的三颗摄像头)均为2M像素,帧率15/60fps,按HFOV(Horizon Field of View)分为:

远距感知HFOV 28:窄视角的前向摄像头,1828*948的分辨率,15fps,150m以上的路面情况,用于AEB(自动紧急刹车)、ACC(自适应巡航)和前向碰撞预警。

中距感知HFOV 52:主前向摄像头,有效距离30-70米之间,用于交通信号灯检测(会看红绿灯)、AEB、ACC、前向碰撞预警和车道感知;

近距感知HFOV 100:宽视角的前向摄像头,40米范围以内,用于交通信号灯检测(会看红绿灯、应该是辅助主前向摄像头的)、雨量检测(自动雨刮要靠它)和防加塞(看的角度更广)。

除了前向三目之外,P7左右车身分别安装有1颗侧视摄像头,尾部安装有一颗后视摄像头。

侧视摄像头,都是HFOV 100,1M像素, 30fps,分辨率457*237,用于防加塞和侧向车辆的检测。

后视侧边摄像头,用于ALC(自动变道)、开门预警和盲区检测;后向的摄像头,就一个HFOV 52,应该与前向的主摄像头一致,2M像素,帧率30fps,用于ALC、盲区检测和追尾预警。

通过前向这些摄像头的融合感知,小鹏P7能做到360°全场景覆盖,而且它们视场角还有一点点的重叠,安全性更高。

毫米波雷达方面,小鹏P7全车共配置了5颗第五代毫米波雷达,分别在车头和车身四个角上(盲区检测、变道等感知)。

这里展开说一下小鹏P7搭载的5颗最新的第五代雷达技术(相对第四代雷达提高了两倍角分辨率),同时,第五代雷达可以镶嵌到汽车车皮里面,不像第四代要挖个洞,暴露在外面(蔚来EC6的毫米波雷达外置且暴露在在前格栅下方),所以更加安全美观。

另外,还有前后各12个超声波传感器,用来实现自动泊车近距离感知。

芯片算力方面:强大的感知整容则需要强大的计算能力支撑,小鹏P7采用了英伟达车载高性能SOC Xavier,提供高达30TOPS的计算。这款计算平台是小鹏P7量产时,业界所能够买得到的最强的车载计算平台。

最后总体来看,小鹏P7的传感性能整体比特斯拉强一倍之上,但计算能力比最新特斯拉要低一倍。

感知方案上,小鹏P7 与特斯拉Model 3(特斯拉配有8个摄像头+1个毫米波雷达+12个超声波雷达)都是押码视觉感知为主的搭配方案,但小鹏P7的摄像头数量更多,规格更高。

拿数据说话,P7的前视主摄像头为200万像素,特斯拉仍在采用130万像素;P7的摄像头具备更强的低光性能,即在低光照情况下性能更佳;P7的毫米波雷达感知性能比特斯拉的雷达技术要先进一代,具体在感知能力上大约为三倍。

除此之外,小鹏P7还冗余融合了毫米波雷达,超声波雷达、双频高精度GPS,以及V2X等技术。

总体来看,多感知融合让P7在特殊环境中,有了更加精准的感知能力,为小鹏P7升级到到更高阶(L3,甚至是L4)的自动驾驶技术提供了充足的原始数据。

高规格的感知方案也带来了很多挑战,多传感器融合难度大,多芯片的算力要求较高。

计算能力上P7介于特斯拉第二代硬件和第三代硬件之间,P7是30TOPS,特斯拉第二代硬件的NVIDIA的Pascal芯片,提供10TOPS左右的计算能力,特斯拉的第三代硬件FSD芯片是70TOPS,但是这个只供特斯拉自己使用。所以,接下来制约小鹏P7不能够升级到更高级别自动驾驶等级的短板可能就是芯片算力。

“最懂中国”的自动驾驶车企

基于这样的感知硬件和计算力平台,小鹏P7上市就搭载了小鹏汽车自研的自动驾驶辅助软件系统——XPILOT(类似于特斯拉的AUTO Pilot)。在经历了多次递代更新之后,目前小鹏P7上已经已经匹配了XPILOT 3.0版本,可以做到NGP高速自主导航驾驶(类似于特斯拉现在的NOA、蔚来的NOP等)。

全自动高速导航领航方面,小鹏P7是中国市场上第一个可以根据导航行驶并且进行自动变道的面向市场销售的车辆(waymo等智能驾驶汽车不对普通客户销售),也就是意味着在高速上面遇到岔路的时候P7可以正确的选择路线,目前市场上Tesla在美国支持自动变道,中国目前需要拨动转向杆才能变道,而且不能支持导航领航。

实际体验方面,在2020年下半年,小鹏汽车组织的一场试驾活动中,有不少专业人士认为,小鹏P7的NGP比特斯拉的Model 3 的NOA更好用,小鹏P7的本土化优势更明显。

首先是感知方案上,小鹏P7比Model 3多出了高精地图冗余,可做到超视距感知,安全性更高。

除此之外,小鹏P7的开发工况也是基于中国本土(特斯拉暂未有中国本土适配开发团队),其更熟悉中国的路况。

试驾现场有工程师表示:“在研发过程中,小鹏特意增加了更适合中国道路状况的交通锥识别与避让、大货车规避、夜间超车提醒、故障车辆避让、拥堵道路超级跟车、高速公路及部分城市主干道等使用场景,并可应对暴雨天、夜间、高复杂路况、无全球定位信号等多种极端情况。”

所以在两者结合之下,小鹏P7 NGP确实如小鹏自己所说“最懂中国”的自动驾驶车企。

除了NGP之外,主动泊车是小鹏P7另一个亮点,特别适用于夜间泊车、狭小泊车位、生手泊车等状况。此外,未来新增的“停车场记忆泊车”,可通过对常用的车位记忆和驾驶路线学习,实现最后1公里自动驾驶,解决中国停车难的问题。

小鹏在自动驾驶方面的成绩离不开小鹏一开始精准的定位,如蔚来主导“服务用户”,理想汽车主打“无里程焦虑”,小鹏汽车一开始就打算在智能化方面塑造自己的优势。

因此,从一开始,小鹏汽车在核心算法自研上,就覆盖了从感知到定位、再到规划、决策,并建立了车端、云端的数据处理分析能力,可以实现基于实际数据的算法快速迭代,通过OTA升级不断升级自动驾驶能力。

简单的理解,大部分车企可以做到部分自研,也就是定位、规划和控制等模块,但感知,以及感知之后的数据采集、标注等能力却是缺乏的,而小鹏以上都可以做到,甚至包括数据采集工具、标注工具的开发。

用小鹏汽车自动驾驶副总裁吴新宙的话来说,就是:“视觉感知留给供应商,自研规划和控制部分。这样一个架构,对于支撑高级别智能驾驶是不够的,我们要做的是全部。”

在通过多年持续不断的努力和投入,目前,小鹏汽车已经建立起了端到端自研自动驾驶全算法堆栈的能力。

超越特斯拉

提到小鹏汽车自动驾驶研发历程就不得不提到特斯拉,不管是前期从特斯拉挖墙脚(谷俊丽)或如今放下豪言壮语(2020年广州车展期间,何小鹏怒怼马斯克:2021年在中国市场上打败特斯拉,至于国际上,我们会相见。)。在不少消费者的眼中,小鹏自动驾驶的能力离不开特斯拉系人才的帮助,就连马斯克都说小鹏汽车拿到了其老的代码

那么,小鹏汽车的自动驾驶软件真的是老版的特斯拉软件吗?

前特斯拉,现小鹏汽车员工介绍说:“我在特斯拉工作期间,深知特斯拉系统架构的在中国场景下的局限性,因此小鹏P7架构在设计的过程中充分考虑了中国场景的特殊性,本土化能力更强。”

首先是硬件架构方面,不能看到P7比Model 3感知硬件丰富就说其是天马行空的堆叠部件,事实上,感知硬件方案组合是一个需要系统验证的研究+实操性工,我们借助G3做了大量深入的中国场景的探讨和推论验证,其中一个问题就是中国加塞。加塞问题在城市和低速行驶下是一个痛点,解决不好这个问题就解决不了中国的自动驾驶问题。

举例细说起来,在前向三个摄像头中联合起来在距离和角度层面分别涵盖200米距离到120度广角,布置在后视镜后面,这是经典位置;前向侧角两个摄像头专门针对中国式加塞和十字路口对向来车设计,布置在左右后视镜部件里面(小鹏P7),这应该是个创新,和特斯拉是不一样的,特斯拉的侧前向摄像头布置在B柱里面,视野很受限。

除此之外还有各种技术论证,这里不一一列举了。

但总体而言,小鹏与特斯拉同样以视觉为主,但小鹏汽车并不是抄袭特斯拉,而是基于中国市场做本土化开发。

明年,小鹏汽车新车型将搭载激光雷达,深度融合现有传感器,整体效果将会超越特斯拉。

写在最后:

在小鹏汽车一开始找自身地位的时候,其自动驾驶副总裁谷俊丽就讲到:“我们为年轻(young)、通晓科技(tech-savvy)的中国千禧时代(数字世代、Millennials)量身定制有趣的(FUN)、互联的(CONNECTED)和智能的(INTELLIGENT)电动汽车。”

事实上,小鹏汽车通过多年的投入也研发也打造出了自己的优势。

面向未来,小鹏汽车在加码自动驾驶研发,其计划在2022年,开启XPILOT 4.0 面向城市的自动驾驶能力释放,包括提升城市行车效率、解决城市行车安全痛点。

吴新宙接受媒体时表示:“小鹏汽车希望在2024、2025年这个节点上,能够做到L4的水平。”

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20210107A0EM5Z00?refer=cp_1026
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