馬斯克又干了一件“奇葩”事!

　　就在不久前，他發(fā)推特表示，特斯拉美國工廠(chǎng)從5月份開(kāi)始生產(chǎn)沒(méi)有搭載毫米波雷達的Model 3和Model Y車(chē)型。緊接著(zhù)，特斯拉官網(wǎng)做出更新，在其車(chē)輛的傳感器介紹頁(yè)面也取消了毫米波雷達的圖示。

　　
 

　　▲無(wú)毫米波雷達的Model Y已經(jīng)交付用戶(hù)

　　由此，特斯拉成為目前全球唯一一家只使用攝像頭和超聲波傳感器(業(yè)內也稱(chēng)超聲波雷達)來(lái)實(shí)現L2級自動(dòng)駕駛的車(chē)企?？紤]到超聲波雷達僅僅是在自動(dòng)變道等功能下發(fā)揮作用，說(shuō)其L2自動(dòng)駕駛系統是純視覺(jué)方案也并不為過(guò)。

　　馬斯克一直都是業(yè)內知名的反激光雷達斗士，眼下更進(jìn)一步連成本只有幾百塊的毫米波雷達也干掉了，簡(jiǎn)直就是車(chē)圈”雷達殺手“。

　　馬斯克和特斯拉這一舉動(dòng)出爐后引起了自動(dòng)駕駛業(yè)內和相關(guān)機構的密切關(guān)注。

　　一方面各路專(zhuān)家和媒體紛紛撰文探討純視覺(jué)自動(dòng)駕駛方案的利弊，另一方面美國高速公路安全管理局等專(zhuān)業(yè)機構也對此表示擔憂(yōu)，美國媒體消費者報告更是直接將Model 3從他們的“最優(yōu)選車(chē)型名單“上除名，可見(jiàn)特斯拉這一做法的爭議非常之大。

　　毫米波雷達已有幾十年的裝車(chē)歷史，成本也非常之低，馬斯克取消毫米波雷達究竟是為了節省成本還是為了其它目的?單目攝像頭難以實(shí)現測距和測速要求，特斯拉的純視覺(jué)方案又將如何突破這一技術(shù)挑戰呢?

　　為了解答這些問(wèn)題，車(chē)東西日前與多家自動(dòng)駕駛公司的感知技術(shù)專(zhuān)家進(jìn)行了深入交流，試圖找出馬斯克充當”雷達殺手“背后的邏輯。

　　一、馬斯克再干奇葩事 低價(jià)車(chē)型連雷達都不要了

　　就在上周，特斯拉美國官網(wǎng)Autopilot介紹頁(yè)面上，有關(guān)毫米波雷達的介紹被突然刪除，自動(dòng)駕駛傳感器僅保留攝像頭和超聲波雷達。

　　而在此前，特斯拉所有車(chē)型都使用了同一套傳感器配置和計算平臺。

　　
 

　　
 

　　▲特斯拉美國、中國官網(wǎng)對比

　　這與馬斯克社交賬號上發(fā)表的內容一致。當時(shí)他宣布，即將開(kāi)始生產(chǎn)不帶毫米波雷達的特斯拉車(chē)型。他還宣布，純視覺(jué)感知的FSD以及FSD beta也會(huì )在近期推送。

　　
 

　　▲馬斯克宣布取消毫米波雷達

　　根據特斯拉美國官網(wǎng)Autopilot介紹頁(yè)面的信息，特斯拉單純去掉了毫米波雷達，其他傳感器組件并未升級，也沒(méi)有任何改動(dòng)。仍然配備8個(gè)攝像頭、12個(gè)超聲波雷達。

　　其中，前視攝像頭采用三目配置，主攝像頭能夠覆蓋大多交通場(chǎng)景，探測距離達到150米。前視寬視野攝像頭擁有120度魚(yú)眼鏡頭，能夠拍攝交通信號燈、距離較近的障礙物，最大探測距離為60米。前視窄視野攝像頭用于拍攝遠距離物體，適用于高速場(chǎng)景，最大探測距離為250米。

　　此次前向毫米波雷達被移除，其探測距離為160米，與前視主視野攝像頭相當，探測視野的寬度相比窄視野攝像頭還要小。

　　此外，兩個(gè)側方前視攝像頭、兩個(gè)側方后視攝像頭、一個(gè)后視攝像頭以及12個(gè)超聲波雷達仍然保留，且和此前車(chē)型一致。

　　從傳感器配置上不難看出，視覺(jué)傳感器擁有比毫米波雷達更遠、更廣的探測距離，或許這是馬斯克希望取消毫米波雷達的第一個(gè)理由。

　　在特斯拉官網(wǎng)的支持頁(yè)面上，特斯拉詳細介紹了向純視覺(jué)過(guò)渡的過(guò)程。

　　
 

　　▲特斯拉宣布向純視覺(jué)遷移

　　今年5月起，特斯拉為北美市場(chǎng)制造的Model 3和Model Y車(chē)型將不再配備毫米波雷達，這些車(chē)型已經(jīng)開(kāi)始交付。在交付之前，特斯拉會(huì )向車(chē)主發(fā)送郵件，告知車(chē)輛傳感器配置變化。

　　并且，沒(méi)有配備毫米波雷達的特斯拉車(chē)型在進(jìn)行L2級自動(dòng)駕駛過(guò)程中，還有部分功能受限。

　　其中，特斯拉基礎版輔助駕駛功能之一——車(chē)道內自動(dòng)輔助轉向、加速和制動(dòng)功能的最高限速為75英里/小時(shí)(約合120.7km/h)，而當前特斯拉車(chē)型能夠以最高150km/h的速度實(shí)現主動(dòng)巡航。同時(shí)，特斯拉在行駛中的跟車(chē)距離以及剎停后的跟車(chē)距離會(huì )適當增大。

　　另外，如果用戶(hù)購買(mǎi)了完全自動(dòng)駕駛能力(FSD)套件，智能召喚功能暫時(shí)不能使用，緊急避讓功能也無(wú)法使用。

　　特斯拉承諾，在首批純視覺(jué)車(chē)型交付后的幾周內，會(huì )通過(guò)OTA更新實(shí)現被限制的功能，讓純視覺(jué)車(chē)輛的自動(dòng)駕駛能力和老款車(chē)型相同。

　　對于即將交付的新款Model S和Model X車(chē)型，特斯拉仍然為所有車(chē)型配備了毫米波雷達，自動(dòng)駕駛算法也將融合雷達的感知數據。

　　這是因為，特斯拉Model 3和Model Y兩款車(chē)型的保有量更多，特斯拉能夠在短時(shí)間內分析大量真實(shí)世界的數據，促進(jìn)純視覺(jué)算法的迭代。

　　未來(lái)，Model S和Model X車(chē)型也將取消毫米波雷達，轉向純視覺(jué)感知，一切只是時(shí)間問(wèn)題。

　　二、取消雷達有利有弊 面臨的技術(shù)挑戰可不小

　　馬斯克認為，取消毫米波雷達是特斯拉多年來(lái)的自動(dòng)駕駛布局。他曾經(jīng)向網(wǎng)友提問(wèn)，如果毫米波雷達和攝像頭感知的數據相悖，你更愿意相信哪個(gè)?

　　顯然，馬斯克更相信攝像頭的數據，因為所見(jiàn)即所得。

　　同時(shí)，取消毫米波雷達還能給特斯拉帶來(lái)一大波好處，其中就包括成本降低、省去傳感器融合步驟、以及實(shí)現馬斯克心目中的完全自動(dòng)駕駛目標。

　　
 

　　▲特斯拉對毫米波雷達的介紹

　　不過(guò)，取消毫米波雷達要面臨的技術(shù)挑戰有很多。

　　毫米波雷達在汽車(chē)行業(yè)內已經(jīng)使用多年，已經(jīng)得到了大量驗證。同時(shí)，攝像頭感知的內容并不包含深度信息，需要毫米波雷達輔助感知，二者優(yōu)勢互補實(shí)現精準感知。

　　據了解，無(wú)論是L2級自動(dòng)駕駛系統還是正在研發(fā)中的L4級自動(dòng)駕駛，毫米波雷達仍然是剛需傳感器，擁有著(zhù)攝像頭、激光雷達無(wú)可比擬的優(yōu)勢。

　　1、攝像頭在雨、雪、霧天氣性能下降

　　車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)駕駛的過(guò)程中，如果遇到雨、雪、霧等惡劣天氣時(shí)，攝像頭所見(jiàn)的景象和人眼基本相同，視線(xiàn)受阻，安全性降低。

　　自動(dòng)駕駛公司PIX Moving自動(dòng)駕駛首席顧問(wèn)Alexander Carballo Segura認為，毫米波雷達的重要能力之一就是穿過(guò)惡劣環(huán)境，識別前方存在的障礙物。

　　這種能力得益于毫米波雷達發(fā)出的波是電磁波，電磁波在傳導過(guò)程中，惡劣環(huán)境只會(huì )造成微弱影響，但不會(huì )完全無(wú)法傳遞。

　　而視覺(jué)傳感器在惡劣環(huán)境下只能“所見(jiàn)即所得”，局限性較大。

　　今年以來(lái)，激光雷達正在逐漸量產(chǎn)，今年年內國內消費者就能購買(mǎi)搭載激光雷達的車(chē)型。但激光雷達所發(fā)出的光波受環(huán)境影響非常明顯，光的穿透力有限，并且會(huì )在傳播過(guò)程中發(fā)生反射、折射等多種情況。極端環(huán)境下，激光雷達可能失效。

　　2、省去一個(gè)傳感器 是否帶來(lái)不安全?

　　根據車(chē)東西了解，自動(dòng)駕駛行業(yè)內現在普遍標配毫米波雷達實(shí)現自動(dòng)駕駛，多位業(yè)內人士認為，取消毫米波雷達實(shí)際并不能保證安全。

　　馭勢科技定位與感知總監張丹認為，拿掉毫米波雷達短期內并不安全。他說(shuō)道，毫米波雷達能夠探測較遠距離，讓車(chē)輛盡早發(fā)現前方障礙。同時(shí)，現有視覺(jué)傳感器的能力不及人眼，因此取消毫米波雷達反而并不安全。

　　國內L4級自動(dòng)駕駛公司飛步科技無(wú)人駕駛感知技術(shù)負責人認為，毫米波雷達在實(shí)現自動(dòng)駕駛的過(guò)程中可以作為輔助傳感器，對于前方運動(dòng)物體，能夠精準檢測其位置、速度等參數。

　　Alexander說(shuō)道，對于低速無(wú)人車(chē)來(lái)說(shuō)，如果僅靠視覺(jué)傳感器和超聲波雷達，也能實(shí)現自動(dòng)駕駛。但對于高速自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)，毫米波雷達是剛需。

　　相比于技術(shù)方面的挑戰，毫米波雷達成本較低，傳感器融合比較容易，即便保留毫米波雷達也并不會(huì )增加過(guò)多的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)成本。

　　3、成本已非常低廉 對整車(chē)成本影響不大

　　根據《2020汽車(chē)雷達國產(chǎn)化研究報告》，從上世紀90年代開(kāi)始，三菱、奔馳等車(chē)企就為旗下的旗艦款車(chē)型配備了毫米波雷達，用于探測與前車(chē)之間的距離。

　　經(jīng)過(guò)二十余年的商用，毫米波雷達產(chǎn)業(yè)正逐漸成熟，并且得到包括特斯拉在內的大量車(chē)企的輔助駕駛驗證。

　　Alexander認為，毫米波雷達不僅僅在汽車(chē)行業(yè)內使用，整個(gè)行業(yè)內都得到了大量驗證，非?？煽?。而多傳感器的綜合應用才是自動(dòng)駕駛可靠的解決方案。

　　有國內媒體報道稱(chēng)，根據特斯拉造車(chē)的體量，單個(gè)毫米波雷達的成本大約只需要300元左右。

　　4、傳感器融合過(guò)程非常簡(jiǎn)單

　　除以上幾大優(yōu)勢之外，Alexander還說(shuō)道，毫米波雷達感知內容非常簡(jiǎn)單，在與攝像頭內容融合時(shí)，會(huì )非常簡(jiǎn)便。

　　相比于激光雷達能夠生成大面積的點(diǎn)云圖像，毫米波雷達感知的場(chǎng)景更加簡(jiǎn)單。因此在實(shí)際處理過(guò)程中，毫米波雷達能夠更加快速反應。如果遇到危險情況，車(chē)輛能夠快速介入控制，避免發(fā)生危險。

　　三、純視覺(jué)如何完成測距測速?特斯拉高管這么說(shuō)

　　雖說(shuō)特斯拉取消毫米波雷達引發(fā)不小爭議，但行業(yè)內同樣有支持的聲音。

　　在剛剛過(guò)去的2021上海車(chē)展上，國內AI芯片創(chuàng )企地平線(xiàn)CEO余凱接受了車(chē)東西采訪(fǎng)。他認為，無(wú)論是使用純視覺(jué)感知，還是量產(chǎn)激光雷達，只要執行的好，就有價(jià)值。

　　余凱認為，特斯拉的純視覺(jué)感知是一個(gè)好的戰略，因為它堅定地相信視覺(jué)。同時(shí)，人腦能夠走通純視覺(jué)這條路，因此電腦也能夠走通。

　　而面對多傳感器融合的方案，對算力的需求、對算法的要求可以適當降低一些，這條路也能走得通。

　　車(chē)東西此前還向聯(lián)想之星合伙人高天垚了解了對自動(dòng)駕駛傳感器融合的看法。

　　他認為，多傳感器融合并不是終極解決方案。當前攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等多個(gè)種類(lèi)傳感器融合，車(chē)輛的外觀(guān)、融合后的效果并非達到最佳狀態(tài)。如果能有某一個(gè)傳感器能夠達到多傳感器融合的性能，對行業(yè)來(lái)說(shuō)就是一個(gè)巨大的升級。

　　作為自動(dòng)駕駛圈內的天使投資人，高天垚認為多傳感器物理上的融合將是自動(dòng)駕駛公司未來(lái)的機會(huì )。

　　恰好，特斯拉走上的就是將傳感器從物理層面融合的道路。

　　去年，特斯拉人工智能高級主管Andrej Karpathy在ScaledML會(huì )議上進(jìn)行了一次精彩的演講，其中就講到特斯拉如何利用視覺(jué)傳感器，估算像素深度的。

　　在日常行駛過(guò)程中，攝像頭捕捉的內容都是二維圖像，并沒(méi)有深度信息。

　　
 

　　▲特斯拉攝像頭采集的畫(huà)面可以確定邊界，但不包含深度信息

　　也就是說(shuō)，雖然二維圖像已經(jīng)可以區分公路和路旁的人行道，但并不知道現在車(chē)輛距離人行道還有多遠。由于缺失這樣一個(gè)重要信息，自動(dòng)駕駛的運算可能并不準確，操作可能出錯。因此，捕捉或者建立一個(gè)三維的圖景很有必要。

　　傳統工程師認為，直接在車(chē)頂安裝三維攝像機就能解決這一問(wèn)題。不過(guò)，這既要增加車(chē)輛的制造成本，又影響車(chē)輛美觀(guān)。此外，由于車(chē)頂面積比較大，如果三維攝像頭高度不夠，盲區將會(huì )非常大。

　　特斯拉的工程師又想到用算法解決這個(gè)問(wèn)題。如果有一種算法能夠將二維圖景的時(shí)序、邊緣對齊，投影形成三維圖景，這個(gè)問(wèn)題就解決了。

　　
 

　　▲通過(guò)算法得出的“鳥(niǎo)瞰視圖”

　　在計算出三維圖景之后，特斯拉甚至可以計算出車(chē)輛的“鳥(niǎo)瞰視圖”。也就是說(shuō)，雖然車(chē)輛上方?jīng)]有攝像頭，但通過(guò)計算就能模擬出從車(chē)輛上方向下看的圖景。這樣一來(lái)，車(chē)輛離障礙物還有多遠的距離，車(chē)內都能直觀(guān)地看到。

　　

　　▲特斯拉視覺(jué)系統預測的馬路邊緣和車(chē)道線(xiàn)

　　實(shí)際上，特斯拉還有更厲害的地方，那就是算法可以預測流媒體視頻中每一個(gè)像素的深度信息。也就是說(shuō)，只要算法足夠好，流媒體視頻更加清晰，特斯拉的視覺(jué)傳感器所捕捉的深度信息甚至可以超過(guò)激光雷達。

　　
 

　　▲特斯拉采集視覺(jué)信息(上)，預測每一個(gè)像素的深度信息(中)并投影形成鳥(niǎo)瞰視圖(下)

　　在實(shí)際的自動(dòng)駕駛應用中，泊車(chē)入位和智能召喚兩個(gè)使用場(chǎng)景下就能充分利用這套算法。在停車(chē)場(chǎng)行駛時(shí)，車(chē)輛之間的距離很小，即使是駕駛員駕駛，稍不留神也很容易出現刮蹭事故。對于機器來(lái)說(shuō)，停車(chē)場(chǎng)場(chǎng)景的行駛更加困難。在預測到深度信息之后，車(chē)輛可以在超聲波雷達的輔助之下，快速完成對周?chē)h(huán)境的識別，車(chē)輛泊車(chē)就會(huì )更加順利。

　　相信在一年以后的今天，特斯拉正式宣布逐漸遷移到Tesla Vision純視覺(jué)感知，也是用的這套算法。

　　四、毫米波雷達是自動(dòng)駕駛標配 未來(lái)朝4D化發(fā)展

　　從前文可以推斷，L2級自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中，毫米波雷達還是剛需。那么，不妨將眼光放得更長(cháng)遠一些，L4級自動(dòng)駕駛+更安全的出行是自動(dòng)駕駛公司的重要目標。面對L4級自動(dòng)駕駛場(chǎng)景，毫米波雷達是否還存在?其價(jià)值相比L2級自動(dòng)駕駛有提升還是弱化呢?

　　馭勢科技定位與感知總監張丹認為，在激光雷達逐步量產(chǎn)的今天，毫米波雷達在自動(dòng)駕駛過(guò)程中的權重會(huì )有所下降。但毫米波在極端天氣中的作用很大，仍無(wú)法替代。

　　
 

　　▲馭勢科技L4級無(wú)人駕駛小巴

　　在馭勢科技的L4級自動(dòng)駕駛的研發(fā)和落地項目中，毫米波雷達是剛需，基本都會(huì )配置。

　　在L4級自動(dòng)駕駛另一重要場(chǎng)景港口中，截至2020年底，飛步科技已經(jīng)向梅山港交付了13輛L4級自動(dòng)駕駛集卡并開(kāi)啟編隊運營(yíng)。2020年底，飛步與梅山港共同啟動(dòng)基于多路自動(dòng)駕駛集卡編隊的常態(tài)化獨立整船作業(yè)，構建起混線(xiàn)運輸-整船作業(yè)一體化鏈路，目前已經(jīng)穩定運行一年多。

　　
 

　　▲飛步科技在梅山港落地的L4級自動(dòng)駕駛車(chē)隊

　　除了將港口自動(dòng)駕駛集卡車(chē)隊在混線(xiàn)環(huán)境下實(shí)船作業(yè)運營(yíng)之外，飛步科技還連續兩年為烏鎮世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì )提供自動(dòng)駕駛微公交接駁服務(wù)。

　　同時(shí)，在城市及高速道路累計為中國郵政EMS、德邦快遞等企業(yè)運送包裹超 100 萬(wàn)件。

　　飛步科技無(wú)人駕駛感知技術(shù)負責人認為，港口場(chǎng)景中氣候經(jīng)常飄忽不定，常有大霧天氣。因此，飛步科技車(chē)隊使用毫米波雷達能夠為車(chē)隊常態(tài)化作業(yè)提供更多保障。

　　位于貴州的通用智能底盤(pán)開(kāi)發(fā)商PIX Moving現在正在研發(fā)低速運行的無(wú)人車(chē)，并沒(méi)有使用毫米波雷達，而是使用探測距離較小的超聲波雷達。

　　
 

　　▲PIX Moving智能汽車(chē)開(kāi)發(fā)平臺Ultra-Skateboard

　　PIX Moving自動(dòng)駕駛首席顧問(wèn)Alexander說(shuō)道，即使在低速場(chǎng)景下，PIX Moving也已經(jīng)在研發(fā)和部署過(guò)程中加入毫米波雷達。

　　Alexander認為，毫米波雷達無(wú)論在任何速度條件下都是有意義的，相比超聲波雷達有更強的能力，同時(shí)這事最基本的安全感知能力。

　　同時(shí)，毫米波雷達探測距離較短、視野較小，對靜止物體探測容易出錯等問(wèn)題一直困擾行業(yè)。同時(shí)，毫米波雷達感知到的場(chǎng)景無(wú)法精確分類(lèi)，仍要依靠視覺(jué)傳感器實(shí)現。

　　面對毫米波雷達的多個(gè)明顯劣勢，當前行業(yè)內已有多項優(yōu)化解決方案，其中就包括研發(fā)4D雷達，以及將毫米波雷達的部分能力遷移至激光雷達當中。

　　1、4D雷達即將量產(chǎn)

　　今年，上汽集團旗下高端品牌R汽車(chē)發(fā)布了R汽車(chē)ES33車(chē)型。這款車(chē)就搭載了4D毫米波雷達，其感知性能有了明顯升級。

　　傳統毫米波雷達僅具有三維感知能力，可以判斷前方物體距離、速度、方向角，而4D毫米波雷達對物體的探測多了一個(gè)維度，通過(guò)垂直分辨率判斷物體的高度。

　　
 

　　▲R汽車(chē)ES33

　　除了能夠感知更豐富的數據之外，這顆4D毫米波雷達的分辨率和測量距離也有巨大提升。無(wú)論是距離、速度還是方向角的感知精度都提升了一個(gè)數量級，最遠探測距離超過(guò)350米。

　　測試發(fā)現，ES33的4D毫米波雷達可以探測到140米開(kāi)外的可樂(lè )罐。

　　2、傳統毫米波還在不斷加強

　　由于毫米波雷達在探測視野、對靜止物體探測不佳的情況，未來(lái)可能將毫米波雷達的部分能力遷移至激光雷達當中，二者傳感器融合后，系統能夠作出更準確的自動(dòng)駕駛決策。

　　Alexander說(shuō)道，針對毫米波雷達感知內容比較簡(jiǎn)單，不好歸類(lèi)的問(wèn)題，行業(yè)內會(huì )將毫米波雷達的感知數據與攝像頭、激光雷達相融合，實(shí)現優(yōu)勢互補。

　　同時(shí)，許多車(chē)企也在考慮為車(chē)輛配備多個(gè)毫米波雷達，感知范圍能夠進(jìn)一步擴大。如果像激光雷達一樣，毫米波雷達能夠通過(guò)旋轉實(shí)現廣泛的探測距離，也是解決方案之一。

　　結語(yǔ)：特斯拉純視覺(jué)自動(dòng)駕駛還需上路檢驗

　　面對整個(gè)行業(yè)走上傳感器融合路線(xiàn)，實(shí)現量產(chǎn)激光雷達等關(guān)鍵組件，馬斯克卻特立獨行，直接實(shí)現了純視覺(jué)的L2級自動(dòng)駕駛，這也是馬斯克自動(dòng)駕駛最大的野心之一。

　　不過(guò)，純視覺(jué)傳感器在自動(dòng)駕駛行業(yè)內沒(méi)有經(jīng)過(guò)大量測試考驗，無(wú)論對特斯拉還是馬斯克來(lái)說(shuō)，都是一個(gè)巨大挑戰。此后，特斯拉的自動(dòng)駕駛功能也將受到行業(yè)內的更多關(guān)注與討論。