从“天神之眼”浅谈智能驾驶
从“天神之眼”浅谈智能驾驶
2月10日,比亚迪在智能化战略发布会上正式发布“天神之眼”高阶智驾系统,并宣布将全系标配高阶自动驾驶技术。这一重磅消息让业界将目光重新聚焦在智能驾驶赛道。本文将从技术发展脉络、分级标准、市场趋势等多个维度,全面解析智能驾驶技术的现状与未来。
一、智能驾驶发展脉络
(一)萌芽探索期(20世纪初-20世纪80年代)
早在20世纪初,就已经有了对自动驾驶概念的初步设想,但受限于当时的技术水平,仅停留在理论探索阶段。直到20世纪80年代,随着计算机技术和传感器技术的初步发展,一些高校和科研机构开始进行自动驾驶汽车的初步实验。例如,德国奔驰公司和慕尼黑联邦国防军大学在1986年开始合作研究自动驾驶汽车,通过安装在车辆上的摄像头和传感器,实现了对道路标志和障碍物的初步识别。
(二)技术积累期(20世纪90年代-21世纪初)
这一时期,全球各大汽车制造商和科技公司加大了对智能驾驶技术的研发投入。激光雷达、毫米波雷达等传感器技术逐渐成熟,为智能驾驶提供了更精确的环境感知能力。1995年,卡内基梅隆大学的NavLab 5自动驾驶实验车完成了横穿美国的实验,在超过98%的路程中实现了自动驾驶,这一成果标志着智能驾驶技术从理论研究迈向实际应用的重要一步。
(三)快速发展期(21世纪10年代-至今)
进入21世纪10年代,随着人工智能、大数据、云计算等技术的飞速发展,智能驾驶技术迎来了爆发式增长。特斯拉在2012年推出的Autopilot自动辅助驾驶系统,让智能驾驶走进了大众视野,该系统能够实现自适应巡航、自动泊车等功能。同时,谷歌(现Waymo)的无人驾驶项目也取得了重大进展,其在大量实际道路测试中不断优化算法,推动无人驾驶技术向商业化迈进。近年来,国内的比亚迪、小鹏、蔚来等车企也纷纷发力,推出各自的智能驾驶解决方案,如比亚迪的“天神之眼”高阶智驾系统,进一步推动智能驾驶技术的发展和普及。
二、层级分类(按照SAE国际自动机工程师学会分级)
(一)L0:无自动化
车辆完全由驾驶员操控,没有任何自动化辅助功能。驾驶员负责车辆的所有操作,包括加速、减速、转向和制动等。这是最传统的驾驶模式,目前仍有大量车辆处于这一级别。
(二)L1:驾驶辅助
车辆具备单一的驾驶辅助功能,如自适应巡航控制(ACC)或车道保持辅助(LKA)。以自适应巡航为例,车辆可以根据前车的速度自动调整车速,保持安全距离,但驾驶员仍需时刻保持对车辆的控制,双手不能离开方向盘,并且要随时准备接管车辆。
(三)L2:部分自动化
车辆能够同时实现纵向和横向的自动控制,如同时具备自适应巡航和车道居中功能。在特定路况下,驾驶员可以短暂解放双手,但仍需时刻关注路况,随时准备接管车辆。目前市场上许多中高端车型都达到了L2级别,是较为常见的智能驾驶水平。
(四)L3:有条件自动化
在特定条件下,车辆可以完全自动驾驶,驾驶员可以将注意力从驾驶任务上转移,但需要在系统请求时及时接管车辆。例如,在交通拥堵的高速公路上,车辆可以自动完成跟车、加减速、变道等操作,但当遇到复杂路况或系统故障时,驾驶员需要在一定时间内接管车辆。然而,由于责任界定等问题,L3级别的智能驾驶在实际应用中还面临一些挑战。
(五)L4:高度自动化
车辆在大多数情况下都能自动驾驶,无需驾驶员干预。即使遇到系统无法处理的情况,车辆也能采取安全措施,如自动停靠在路边。目前,一些特定场景下的L4自动驾驶应用已经出现,如一些园区内的无人配送车、港口的自动运输车辆等。
(六)L5:完全自动化
车辆在任何路况和环境下都能实现自动驾驶,完全不需要驾驶员。这是智能驾驶的终极目标,目前还处于研发和探索阶段,实现这一目标需要解决包括技术、法律、伦理等多方面的问题。
三、智能驾驶发展趋势
随着科技的飞速发展,智能驾驶已成为全球汽车行业变革的关键方向。通过综合分析国内外汽车厂商的布局与实践,我们可以清晰洞察智能驾驶的发展趋势。
(一)技术融合创新加速
国内外汽车厂商都在积极推动多技术融合,以提升智能驾驶水平。特斯拉在其FSD(完全自动驾驶)系统中,不断优化摄像头、毫米波雷达等多传感器融合技术,从早期采购芯片到如今自研NPU芯片,实现每秒144万亿次计算,处理每秒2300帧图像,配合Dojo训练结果OTA更新,使车辆能精准识别与跟踪目标,实现自动变道、自动泊车等功能。国内的比亚迪推出“天神之眼”高阶智驾系统,基于整车智能的璇玑架构升级,融合感知信号,独创“前视三目”5R12V12U传感体系,结合三目立体视差感知和多模态BEV算法提升感知精度,规控主干网升级为拟人规控闭环控制,实现超人类驾驶安全控制。可以看出,未来智能驾驶将朝着人工智能、传感器、通信、计算等多技术深度融合方向发展,不断提升系统的感知、决策和执行能力。
(二)市场竞争与合作并存
在市场层面,竞争十分激烈。国际上,特斯拉凭借其先发优势和持续的技术迭代,在智能驾驶领域占据重要地位,其FSD功能不断更新,已在部分地区开展Robotaxi试点,计划2026年量产Cybercab无人驾驶出租车。国内的华为、理想、小鹏、智己等企业也在发力,华为ADS 3.0采用GOD和PDP端到端架构,实现车位到车位的智驾领航NCA功能,升级全向防碰撞系统CAS 3.0;小鹏在无图NOA技术研发和应用上取得显著进展。同时,合作也成为趋势,Uber与沃尔沃合作开发无人驾驶汽车,丰田与日产等传统车企也共同研发智能驾驶技术。未来,这种竞争与合作的局面将促使企业不断创新,加速智能驾驶技术的普及和应用。
(三)政策支持与法规完善
各国政府对智能驾驶高度重视,纷纷出台支持政策。中国发布《智能汽车创新发展战略》,提供资金支持、政府采购等措施,推动智能汽车产业发展。美国、欧盟等国家和地区也出台相关政策,鼓励智能驾驶技术发展。但在法规方面,仍需进一步完善。例如特斯拉FSD在欧洲和中国申请监管批准,以实施监督下的FSD功能。未来,随着智能驾驶技术的发展,政府将不断完善相关法规,为智能驾驶汽车的上路、运营等提供规范和保障,促进产业健康发展。
(四)场景拓展与应用深化
智能驾驶应用场景不断拓展。特斯拉计划在德克萨斯州和加利福尼亚州启动无人监督的完全自动驾驶功能,其Robotaxi在未来有望改变城市出行格局。国内企业也在积极探索不同场景应用,如比亚迪的“天神之眼”不仅提升乘用车智能驾驶体验,还可能在物流运输等领域发挥作用。未来,智能驾驶将从高速公路、城市道路等场景向更多领域拓展,如港口、矿区等特定场景的无人运输,以及与城市交通管理系统、物流配送等深度融合,为人们生活带来更多便利。
四、我国企业的代表性智驾产品
百度Apollo开放平台10.0
百度作为国内较早布局自动驾驶的企业,其Apollo开放平台历经多次迭代,已成为智能驾驶领域的重要成果。Apollo开放平台10.0基于自动驾驶大模型ADFM设计重构算法,在软件核心层、应用软件层、工具服务层都进行了升级。在软件核心层,对CyberRT升级,支持高阶自动驾驶超大数据规模场景,以零拷贝通信方式实现微秒级别传输,性能提升10倍;应用软件层升级一套高性能自动驾驶系统,整体资源使用降低50%,能做到L4自动驾驶场景在单Orin支撑下稳定落地。通过这些升级,Apollo开放平台10.0助力全球开发者和企业以更低成本、更高性能、更安全的技术应用,研发不同场景的自动驾驶产品,目前已汇聚来自全球超175个国家和地区的20多万名开发者和230多家合作伙伴。
华为乾昆智驾ADS系列
华为推出的HUAWEI ADS是中国道路和交通环境设计的全栈自动驾驶系统。其不断升级,从2023年发布的HUAWEI ADS 2.0到2024年发布的乾昆ADS 3.0,功能亮点显著。HUAWEI ADS 2.0搭载业界首创激光融合GOD网络,对高速体验进行优化,平均人工接管里程从100km提升到200km,NCA智驾领航可覆盖城区90%场景,有图无图都能开,智能泊车性能和场景也进一步提升。乾昆ADS 3.0则搭载全向防碰撞系统CAS 3.0,前向主动安全再增强,侧向主动安全再进阶,能实现跨车道避让以及对横穿、斜穿物体的识别和避让,还能摆脱对高精地图的依赖,实现“有路就能开”,且泊车能力全场景贯通,车位到车位一“键”抵达。2024年,华为称计划在2025年推出ADS4.0,实现高速L3商用/城区L3商用试点。目前,华为ADS已适配AITO问界M5高阶智能驾驶版、阿维塔11全系列、极狐阿尔法S全新Hi版等车型,并且华为与比亚迪合作,将在方程豹“豹8”车型搭载华为乾昆智驾ADS3.0系统。
大疆车载智能驾驶解决方案
大疆凭借在无人机领域积累的技术优势进军智能驾驶市场。其提供的智能驾驶解决方案在传感器融合、算法优化等方面独具特色。例如,大疆车载的“7V+32TOPS”配置从今年开始慢慢成为8万元至15万元级别车型标配,推动智能驾驶功能向中低端市场普及。通过将自身先进的视觉感知技术应用于汽车领域,大疆车载帮助车企以相对较低的成本实现车辆的智能驾驶辅助功能,像自适应巡航、车道保持等功能,提升了车辆在日常行驶中的安全性和便利性。
毫末智行MANA大模型
毫末智行是长城汽车旗下专注于自动驾驶的人工智能技术公司,其研发的MANA大模型在智能驾驶领域取得一定成果。MANA大模型基于海量的真实道路数据进行训练,具备强大的感知和决策能力。在实际应用中,它能够帮助车辆快速准确地识别各种复杂路况和交通参与者,如行人、车辆、交通标志等,并做出合理的驾驶决策,实现自动跟车、变道、泊车等功能。毫末智行通过与长城汽车的紧密合作,将MANA大模型应用于旗下多款车型,不断提升车辆的智能驾驶水平。
五、信息技术行业上市公司在智能驾驶领域的探索
(以下内容摘自各公司2024年半年报)
- 德赛西威(SZ002920)
智能驾驶业务方面,高算力智能驾驶域控制器已在理想汽车、极氪汽车等客户上规模化量产,并获得丰田汽车、长城汽车、广汽埃安、上汽通用、东风日产等多家主流客户新项目订单,营收规模持续提升;公司轻量级智能驾驶域控产品已受到多家客户认可,并已获得奇瑞汽车、一汽红旗等客户新项目定点。基于新一代高算力中央计算平台芯片的研发,公司已与长线智能以及昊铂签订战略合作协议,共同推动新一代舱驾一体乃至中央计算平台的加速落地,适配L4高级别自动驾驶软硬件系统需求。基于不同算力的多样化智驾域控解决方案强力支撑智能驾驶业务持续增长。
汽车智能化正在加速向以NOA为标志的高阶智能驾驶进化,高阶智能驾驶对毫米波雷达的性能也在不断提出更高要求。2024年上半年,公司发布新一代高性能CRD03P角雷达,能满足L2+级别智能驾驶感知需求,同时,公司还布局了FRD02级联成像雷达、FRD03前向毫米波雷达、CRD03E角雷达等系列传感器产品,为高阶智能驾驶提供感知支持,报告期内,公司毫米波雷达产品已获得奇瑞汽车、广汽乘用车、广汽丰田等多家车企新项目订单。
- 经纬恒润-W(SH688326)
报告期内,公司高级别智能驾驶整体解决方案业务继续坚持全要素自主研发、以商业项目拉动产品研发的方针,产品涵盖“车-路-网-云-图”及运营多个领域,为高效可靠运营提供全面支撑。
重载自动驾驶特种载具(HAV)是高级别智能驾驶整体解决方案业务的核心产品,是无人运输系统在港口场景的载具平台,集成了公司长期积累的多项优势技术及成熟产品,包括:整车电子电气架构、智能网联控制器零部件、嵌入式基础软件、自动驾驶算法、底盘控制算法、电池管理算法等。第三代HAV所用的大部分智能网联零部件均采用公司自研车规级产品,在关键零部件的深度定制开发、质量保证、供应保障、成本控制等方面,较其它高级别自动驾驶解决方案公司有明显优势。
公司持续进行路侧产品的开发,将路侧产品与自动驾驶的需求相结合,开发的路侧感知、测量及通信产品可用于辅助自动驾驶车辆实现无全球导航卫星系统(GNSS)条件下的厘米级精准对位、路口避障以及交通管控。
公司继续保持云控产品的特色和优势,系统涵盖智能车队的全生命周期管理,包括生产前、中、后期的车辆管理、调度和控制,还包括了非生产阶段的装备维保、软件升级、数据分析、电子档案的全部环节,成为新一代平台级产品“运营管理系统(OMS)”。公司的数字孪生产品增强了实体模型、机理模型建模能力,可实现集装箱码头、船舶、堆场等作业现场的实时情况呈现并同时提供生产数据BI展示。
公司研发的业务仿真系统可构建集装箱码头各种实体和信息物理系统的仿真模型,可进行集装箱码头生产作业过程的全数字仿真,也支持接入真实的码头操作系统(TOS)和车队管理系统(FMS),对生产任务进行仿真验证,并可实现加速仿真。业务仿真系统具有场景编排功能,用户可采用拖拽方式对三维场景进行编排,通过模拟不同的工艺方案和参数,发掘生产提效手段。场景发布后,可以对新的码头场景进行生产过程仿真,并可与数字孪生系统相耦合,实现仿真结果的高精度高动态呈现。公司针对无人驾驶车辆的接管需求开发了远程驾驶系统,并在多个港口无人车队运营项目实际使用。充分利用5G通信的大带宽、低延时的特性,结合远程诊断算法,实现远程驾驶操作台与无人车辆的“多对多”主动接管能力。
公司在L4高级别智能驾驶深耕多年,形成了较为成熟的系统解决方案,在国家倡导的“车路云一体化”解决方案中,公司可以提供产品、测试等多项综合服务。同时,可以为无人车队运营提供多样的运营服务和设备。
- 中科创达(SZ300496)
公司发布的整车操作系统-"滴水OS", 将座舱、智驾、舱驾融合等全部打通, 成为公司汽车智能化的核心系统中枢。公司通过构建的"OS+域控+生态"的全栈能力,不仅向行业合作伙伴提供全开放、全白盒的选项,来帮助汽车行业提高整车软件研发迭代的效率,并且, 融合了"域控-中央计算架构"的产品不断推出。在智驾领域,畅行智驾RazorDCXPantanal(SA8650P)和RazorDCX Congo(SA8620P)域控制器产品已经与多个算法合作伙伴展开了合作;在智能座舱领域,座舱域控制器产品RazorDCX Tongass(SA8255P)已经赢得了主机厂认可,获得了量产项目定点;在舱驾融合中央计算领域,重点布局的是单SOC舱驾一体域控RazorDCX Tarkine(SA8775P),该域控基于Snapdragon Ride Flex系统级芯片平台研发,支持贯穿式8K分辨率长屏,具有全场景、沉浸式、全3D界面,可实现360环视、驾驶员监测、游戏影音娱乐、互联等座舱功能,同时还可支持自动泊车、L2+高速场景智能驾驶功能,是当前市场上极具技术领先性的舱驾融合域控解决方案。
- 四维图新
地图业务继续推进具有极致性价比的轻量化高精地图解决方案,支持“开城”数量已达百城,与多家自动驾驶方案商及OEM车厂启动或完成POC,并持续推进多个主流车厂的城区智能驾驶功能轻图方案量产定点。导航产品持续优化提升导航体验,增强全场景落地能力,提供精准可靠的导航服务。人机共驾方面,形成座舱芯片的差异化配置,灵活满足高、中、低端市场的需求,支撑重图、轻图、无图等全场景能力覆盖。智能地图引擎通过不断的技术创新,实现了能力的持续革新和提升,其兼容性高,能够兼容不同地图策略,包括重图、轻图和SD地图,可支持高速公路、城市快速路、城市道路、停车场场景的智能驾驶。车道级导航产品从高速公路和城市快速路向城区扩展,实现了更广泛的覆盖范围。