“傻瓜才把激光雷達裝車上,它就像人身上的闌尾,存在本身就是無意義的。”馬斯克2019年這樣一句話,讓全世界都覺得他“魔障”了。畢竟激光雷達持續殺價到千元檔,甚至一些車企表示“沒有4顆(激光雷達),請別說話”。
然而,時間過去了五年,全世界都“魔障”了。最近一段時間,車企和Tier 1密集排隊丟掉激光雷達,選擇純視覺路線。
小鵬推出全新一代小鵬AI鷹眼視覺方案,同時,小鵬的新車P7+也搭載了這項技術,拋棄了激光雷達;問界M7 PRO基礎版智駕去掉了激光雷達;極越發布“純視覺+端到端大模型”智駕方案 ASD;蔚來第二品牌樂道在第一款車型L60上搭載純視覺方案;寶駿云海在雙目純視覺方案下實現城市記憶領航與高速領航。
有人說,國產車企終于認識到激光雷達應用之困難了,也有人說,多數情況下激光雷達可能只是視覺的一個備份。
總之,市場的風向又變了,智駕玩家開始倒戈純視覺方案。
所謂“純視覺”很好理解,就是在汽車四周和座艙內裝上攝像頭,達到360°無死角的環境感知,并且只用攝像頭做感知,不使用任何雷達相關硬件。
不過,視覺路線也有另一個岔路——即“全視覺方案”。指的是,去掉激光雷達后,保留毫米波雷達、超聲波雷達的位置。
就比如,樂道L60采用了1顆賽恩領動4D毫米波雷達;華為純視覺方案除了10個視覺感知高清攝像頭,還包括3個毫米波雷達和12個超聲波雷達,并在問界M7 Pro、智界S7 Pro、深藍S07車型量產上車;極越純視覺方案除了11個高清攝像頭、5個毫米波雷達以及12個超聲波雷達,極越 01、極越 07 都搭載了這套硬件配置。
裝在汽車上的眼睛,并不是我們所認知的那種消費級的攝像頭,車載攝像頭不光要過車規,在視場角FOV、探測距離、分辨率、信噪比、幀率和動態范圍等指標上也有很高的要求。硬件結構包括光學鏡頭(其中包含光學鏡片、濾光片、保護膜等)、圖像傳感器(CCD或CMOS)、圖像信號處理器ISP、串行器、連接器等器件。
目前,車載攝像頭根據安裝位置主要分為車載攝像頭主要分為前視攝像頭(安裝在前擋風玻璃,包括前視主攝像頭、前視廣角攝像頭、前視窄角攝像頭)、環視攝像頭(安裝在車身四周)、后視攝像頭(安裝在后備箱)、側視攝像頭(安裝在B柱或后視鏡)以及內置攝像頭五大類。
其中,前視攝像頭價格相對較高,市場價格在300~500元;其余攝像頭價格則在150~200 元范圍內。
根據應用不同,車載攝像頭又分為艙外應用(泊車輔助、行車輔助、CMS、DVR)、艙內應用(DMS、OMS)。
此外,隨著技術不斷推進,雙目視覺技術也已經開始上車。這項技術像人的雙眼一樣,根據左右攝像頭視差來計算物體距離。相較于激光雷達,雙目攝像頭成本更低,點云更加稠密,不過算法會比較難。
誰來做攝像頭模組,攝像頭里又有什么?
上游:
- 光學鏡片:亞洲光學(韓國)、關東辰美(日本)、大立光電、玉晶光電、舜宇光學、歐菲光、聯創電子、晶華光學、宇瞳光學、富蘭光學、藍思旺、瑞豐光電、中潤光學、三景科技、瑞鼎光電、藍思光電、新旭光學、寧波峰梅等。
- 濾光片:旭硝子、大真空、日本電波、田中技研、奧托侖、歐菲光、水晶光電、五方光電、晶極光電等。
- 保護膜:3M、LG、耐司、蔡司、水晶光電、天津海泰環保等。
中游:
- 鏡頭:舜宇光學、歐菲光、聯創電子、弘景光電、特萊斯光學、宇瞳玖洲光學、鳳凰光學先進光電、中山聯合光電、亞洲光學、大立光、玉晶光電、大立光電、麥克賽爾、富士膠片、電產三協、世高(Sekonix)、京瓷、理光等。
- CMOS圖像傳感器:安森美、豪威、索尼、比亞迪電子、格科微、思特威、pixelplus、三星、SK海力士、松下、佳能。
- 膠合材料:歐美的漢高、道康寧、陶氏杜邦、巴斯夫、3M等企業;日本的日東、日本精工、愛普生等企業。
- 串行器芯片:TI、ADI、龍迅股份、慷智科技、瑞發科、昆高新芯、裕太微、銳泰微、景略半導體、飛昂創新、仁芯科技等。
- 計算處理芯片:Mobileye、安霸、地平線、飛凌微、英偉達、高通等。
下游:
- 光學背景攝像頭模組供應商:松下、索尼、日立、三星、舜宇智領、歐菲車聯、殷創科技、華銳捷等。
- Tier 1:麥格納、大陸、博世、采埃孚、法雷奧、電裝、德賽西威、經緯恒潤、豪恩汽電、華陽通用、同致電子、海康汽車、智華科技、縱目科技、福瑞泰克等。
- 手機攝像頭模組跨行企業:丘鈦科技、三贏興、信利國際、合力泰等。
不同車企的方案
特斯拉是純視覺的代表,也不止一次地表示“堅持使用純視覺自動輔助駕駛解決方案”。特斯拉對此的解釋是,多感知方案迭代效率低,很難模擬人類駕駛,更難應對復雜多變的路況和多種信息。特斯拉自動輔助駕駛的純視覺方案通過攝像頭觀察、模擬人類世界駕駛習慣,帶來更安全、省錢、舒適的用車體驗。
具體到方案,攝像頭方面,特斯拉在FSD(全自動駕駛系統)HW2.0/2.5/3.0版本都配備了8顆不同的攝像頭,分別為三顆前置攝像頭(其中1顆主攝像頭、1顆廣角攝像頭、1顆窄視長焦攝像頭)、2顆前側攝像頭、2顆后側攝像頭、以及1顆后置攝像頭。
特斯拉的攝像頭一直以來被人詬病的點在于像素低,相比國內新勢力動不動就800萬、1500萬像素的攝像頭模組,特斯拉則主要徘徊在120萬像素,而在HW4.0的軟硬件下,特斯拉的前向感知攝像頭從120萬像素提升到了500萬像素。
算法方面,特斯拉經歷由“特征提取網絡RegNet”向“BEV+Transfomer ” 、再向“BEV+Transfomer+Occupancy Network”的轉變,決策規劃層面自2021年由“Rule-based”向“Machine learning-based”傾斜;2024年1月,特斯拉通過推出FSD V12 Beta,成為全球首個“端到端”神經網絡量產上車的企業,實現感知、決策、規劃相融合。現在,特斯拉非常強調AI在視覺識別上的作用。
芯片方面,HW1.0、HW2.0、HW2.5硬件系統芯片來自不同供應商,包括Mobileye等;HW3.0開始,特斯拉開始搭載自研自產FSD芯片,FSD芯片既負責圖形處理、也負責數據處理和深度學習,目前的FSD芯片已經研發到二代,即HW4.0芯片。
小鵬屬于新勢力的代表,在8月27日發布了全新的純視覺智駕方案——AI鷹眼。
據稱,采用全球首發的Lofic架構,攝像頭精度、可視距離升級,色彩分辨能力更加強,在弱光、逆光、大光差等環境看得都清晰,在黑夜,雨霧天,隧道等都能清晰識別。AI鷹眼視覺方案算力釋放20%,實時感知距離比上一代提升1.25倍,識別速度提升40%,延時減少100ms。
而小鵬P7+將作為全球首個搭載AI視覺鷹眼視覺方案的車型,與此同時,過往搭載激光雷達方案的車型,OTA同步更新,保持一致體驗。
小鵬P7+與小鵬P7整體架構類似,P7搭載了14個攝像頭,包括3個前方攝像頭,均為200萬像素,分別為遠距感知攝像頭、中距感知攝像頭、遠距離感知攝像頭。使用如此多的攝像頭,讓P7本身有了很高的可拓展性,方便后期OTA進一步升級。而現在P7+再進一步利用AI技術提升視覺系統,整體做法很類似特斯拉。
而在芯片方面,小鵬P7+也和特斯拉一樣,開始使用自研芯片。據稱,小鵬的圖靈芯片是全球首顆同時應用在AI汽車、機器人、飛行汽車的AI芯片,為AI大模型定制。面向L4自動駕駛,采用40核心處理器、集成2xNPU自研神經網絡處理大腦,面向L4自動駕駛設計,計算能力是現有芯片的三倍。端到端大模型有效視覺感知信息量提升8倍、時空序列提升、環境理解及預測能力提升,大幅度提升了視覺感知能力。
奔馳S級是傳統主機廠代表,雙目立體攝像頭方案是奔馳 S 級最大的優勢/。奔馳S級搭載了7個攝像頭,前方攝像頭模組由2個雙目立體攝像頭組成,像素均為1.3MP,供應商為大陸汽車電子;在保險杠處安裝了前向魚眼攝像頭,視場角約為120°;在兩個后視鏡處各安裝側向魚眼攝像頭;在后備箱處安裝了后視攝像頭,視場角約為120°,200萬像素。
總之,從上面三類廠商的做法來看,目前都使用了中低像素攝像,隨著技術發展,未來更多車型可以使用800萬、1500萬及以上像素的車載攝像頭。芯片方面,則將目光紛紛投向自研。
純視覺or激光雷達?
之所以讓純視覺和激光雷達進入輿論漩渦,有兩方面原因,一是成本,二是技術:
首先,激光雷達在成本上怎么都拼殺不過攝像頭。即便激光雷達價格已經大幅度下降,甚至一些廠商打出跌破千元的口號,但攝像頭的成本低至200元,而特斯拉8個攝像總硬件成本也在200美元(約合人民幣1417元),這相當于一顆激光雷達的硬件價格,成本差異巨大。
高端汽車一開始就使用非常昂貴的一些傳感設備,并采納多功的集成芯片系統,但這樣是不可持續的。OEM本身面臨的降價壓力比較大,如果想要降低成本,省卻激光雷達和傳感器會是第一順位考慮的事,但同時還要保持必要的給它們帶來核心價值的功能,以及確保車輛的安全性,所以這就需要更好的純視覺系統來降低OEM的價格壓力。
即便是采用激光雷達,也是配合視覺識別系統,采用視覺識別技術就已造成大量信息需要處理,如果再增加激光雷達,計算機需要處理的數據更為龐大,而車上計算機性能本來就有限,如此情況采用單一技術可以減少算力壓力,有利于降低成本。
其次,是激光雷達在技術上本身存在一定不足,比如在大雨天,激光雷達的信號同樣會被雨滴反射,這種情況下,視覺和激光雷達就沒有什么“貴賤之分”了,甚至可能視覺識別更安全一些。
Mobileye此前曾向EEWorld表明,純攝像頭系統本身就已經是獨立的、主流的,而且是安全的解決方案。有很多的中國的車企客戶選擇了純視覺的攝像頭的解決方案。對于ADAS級智駕車型而言,沒有必要再加上激光雷達或雷達,僅攝像頭的系統有足夠強力算力的芯片和AI算法就足夠了。
他們表示,激光雷達只是備選,它只是為整車提供更多安全性和舒適性;L3、L4時,激光雷達就成了必選,而那時,不光是前置要安裝激光雷達,周邊也要擁有三個長距激光雷達輔助,來追求更高的安全性。
總之,現在車企一直在為性價比鋪路,在有限成本里如何兼顧安全與性能是他們所考慮的,舍棄高精地圖之后,舍棄激光雷達無疑是一個很不錯的方案。
不過,雖然純視覺最近又重回巔峰,但未來還未可知,畢竟激光雷達價格還在持續跌破底線,車機算力不斷提升,加之未來還要追求更高自動駕駛等級,那時候,也許純視覺就很難繼續突破了。
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