自动驾驶工程师的 3 个质疑
一位在国有车企工作的汽车工程师告诉一见Auto,采取哪种技术路线都是主机厂基于自身的组织架构以及已有的技术积累作出的最优选择。
感知层产品经理Hill在一家综合型智能汽车Tier 1供应商工作,其公司曾连续几年入选全球汽车零部件百强。Hill认为,小鹏可能觉得加上现有的低成本激光雷达,作用不是特别大,对于它差异化营销的价值也不大,所以干脆选择纯视觉方案。因此摘掉激光雷达,更像是小鹏为了运用他们规则时代的积累,沿袭整体的AI思路,在研发和宣传上着重突出自身模型、算力、数据的先进性。
需要注意的是,小鹏摘掉激光雷达并不是出于成本考虑,因为双Orin-X芯片方案和自研图灵AI芯片的价格显然更加高昂,这更能说明小鹏选择在两款车型上作如此配置,是为了与小鹏AI思路一脉相承。
何小鹏提到,“不要卷价格,要卷科技”,这才是Mona M03 Max产品发布的真实意图。Mona系列的火爆,看似得益于小鹏的年轻化营销,比如以青春为主题的色调、邀请何广智和王勉两位脱口秀演员以及欧阳娜娜的压轴出场。在外人看来,小鹏这半年之所以打了一场漂亮的翻身仗,是因为以前只会堆参数,讲技术的何小鹏,如今终于懂得抓供应链,打造产品。但小红书上用户所惊艳的欧阳娜娜的流利讲解,内容的大头依然是智能辅助驾驶。
而G7的发布,就是小鹏彻彻底底地向同行放话:智能化依然是小鹏最重的标签,极客仍然是何小鹏不变的底色。小鹏的野心是打造一个AI帝国,今年要在中国内地率先实现L3落地,明年人形机器人IRON要进入工业化量产,在未来,用户将会为小鹏不同的AI能力付费。
这一系列操作固然环环相扣、深谋远虑,但一些专家对小鹏的纯视觉方案提出了疑问。
比如,小鹏宣称“去掉激光雷达能节约20%算力,让模型反应更快”,但自动驾驶感知和控制系统工程师“雪岭飞花”并不同意。“雪岭飞花”在微信平台运营同名公众号,在辅助驾驶领域颇有影响力。他向一见Auto 表示,激光雷达在控制系统里面占多少算力,取决于系统在设计之初想如何利用激光雷达点云数据,可能占20%,或者80%、10%等等,每个系统都不一样。
另外,有些硬件缺陷无法通过软件来弥补,去掉激光雷达之后,为了弥补视觉在感知层的弱项,可能需要视觉花费更多的额外算法。随着端到端架构的深入,所有视觉、激光雷达、毫米波雷达等感知信息都会直接送到大模型做编码,增加激光雷达带来的额外感知算力将非常有限,也不会多花多少时间。占用算力的主要是大模型,而不是激光雷达,不见得拿掉它后模型反应速度会更快。
还有,小鹏称其AI鹰眼智驾方案是行业首个采取单个像素LOFIC架构,能比人看得更清、更远等等。
深扒一下,该技术最早由荣耀手机提出,旨在解决传统影像传感器在高光场景下易过曝的问题,让拍摄出的照片更加接近现实中的光影效果。“雪岭飞花”告诉一见Auto,LOFIC技术工艺复杂、面积大、成本高,而且从荣耀Magic6至臻版的商用结果来看,并没有展现出如官方宣传般的动态范围提升效果。当然,他也期待小鹏能成功应用。
最后,何小鹏认为视觉能做到“环视、360度的安全”,“雪岭飞花”觉得,是不是360°取决于传感器的布置,视觉和激光雷达,毫米波雷达都可以做到。
纯视觉 VS 激光雷达:一直被质疑,一直在进步
小鹏的纯视觉方案中,依然有毫米波雷达和超声波雷达,相较之下“祖师爷”特斯拉才是真正的“纯视觉”:只用摄像头,一颗雷达也没有。作为纯视觉自动驾驶方案的“头牌”,马斯克从2015年开始就以几乎“年更”的方式,公开唱衰激光雷达,并发表了不少暴论,如“雷达是一场徒劳的尝试,任何用雷达的人都会完蛋”“就算雷达免费,我也不会用”等等。
马斯克之所以夜以继日地不断反对激光雷达,来源于他对自身纯视觉方案的自信。
作为特斯拉车型上唯一的传感器,摄像头存在两个固有缺陷:第一,没有深度信息,所接受的只是一连串二维图像;第二,易受夜晚、大雨、浓雾等极端天气影响,获取的图像质量直线下降,可能导致识别错误或者漏检。
为了弥补这两个缺陷,特斯拉一直优化摄像头背后的算法和技术。2021年,特斯拉推出基于Transfomer的BEV(Bird's Eye View,鸟瞰视角)算法栈,让视觉感知网络获得了测速、测距能力,能把车辆周围摄像头拍摄的2D画面,拼接成一张完整的俯视地图,让车辆 “看到” 周围 360 度的全景,获得BEV感知。
隔年,特斯拉又公开发布 Occupancy占用网络,把车辆周围空间划分成无数个小方格,像乐高积木一样标记每个格子是否被物体占据,让汽车仅靠摄像头就可获取周围环境的深度信息,实现高分辨率的三维感知与重建。
这两项纯视觉感知技术的进步,引发了社会对激光雷达存在价值的第一次质疑。
而对于摄像头“抓瞎”的夜、雨、雾以及逆光眩光等极端场景,目前被采用较多的技术是HDR(High Dynamic Range Imaging,高动态范围成像)和小鹏提到的LOFIC(Low-Frequency Image Correction,低频图像校正)。
HDR的技术原理,简单来说就是让摄像头首先快速连拍 3-5 张照片,每张照片的曝光时间不同,一张拍亮处,一张拍中间亮度,一张拍暗处细节,再交给计算机将这几张照片的像素“叠”在一起,合成一张亮暗均衡的图片。而LOFIC技术,在夜晚首先会去除画面中因高感光度产生的大量噪点;然后通过多层卷积神经网络 “脑补” 路灯杆、垃圾桶等物体的轮廓,增强其纹理;最后矫正色彩,把车灯照亮的黄色区域还原为真实色彩。
HDR与LOFIC的分工合作,就像“摄影师 + 调色师”:HDR选择最佳曝光参数,平衡光线,解决极亮与极暗的矛盾;LOFIC调整对比度、锐度、色彩,优化画质,在HDR的基础上,让画面更清晰。
当然,在雨、雾、雪、尘等极端天气,摄像头或者激光雷达都不是主力,袁婷婷于5月16日在微博发表的文章中提到,这种天气主要依靠的是毫米波雷达。根据波粒二象性,波长越短粒子属性越强,衍射性越差,激光雷达在极端天气下会在传感器附近几米内形成一团噪点,而毫米波雷达波长更长,衍射性好,雨雾特性好。
不过,以特斯拉和小鹏为代表的纯视觉派,似乎忽视了,激光雷达这十余年从未停止过进步。
激光雷达起初最被诟病的是价格太高。在诞生之初,激光雷达最大的应用场景是地形测绘和工业,软件算法生态不成熟,未能与汽车行业形成紧密配合。
那它是如何从起初的一枚高达数十万至上百万元,降到现在的200美元的?
李一帆在接受《21汽车·一见Auto》采访时表示,为了降本,禾赛在行业的早期就投入了极高的成本,建立了行业内最大的自研团队,自研了最关键的器件,将它们压缩成了几颗芯片。Hill告诉一见Auto,目前行业内很多主机厂称禾赛的激光雷达报价已经砍到了人民币三位数。
激光雷达很便宜,小鹏汽车为何还是放弃?何小鹏在接受媒体采访回应称,小鹏选择了“让大脑更强”,但也有友商选择不同道路。条条道路可能都能通罗马,但我们觉得,“我们是一个最优解”。
激光雷达的另一个问题是存在“多径效应”。袁婷婷在文章中指出,激光雷达在测量远距离的复杂地形或障碍物时可能发生多次反射,导致回波信号混叠,使得原来的信号失真,或者产生错误,难以准确识别甚至误识别真实目标。
Jade在一家激光雷达龙头供应商担任产品经理,其公司在全球车载激光雷达市占率位居前列,是激光雷达的专项技术提供商。他告诉《21汽车·一见 Auto》,“这已经是两年前的论调”,现在存在很多方法解决多径效应:
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