從L2到L4，如何跨越自動(dòng)駕駛進(jìn)階“鴻溝”？

　　得益于核心技術(shù)快速迭代，與此同時(shí)終端用戶對(duì)智能汽車的認(rèn)可度和接受度持續(xù)提升，智能駕駛正以超預(yù)期的速度在終端市場(chǎng)快速普及。

　　據(jù)蓋世汽車研究院預(yù)測(cè)，今年1~5月，國內(nèi)L2級(jí)自動(dòng)駕駛的滲透率約為40%，已經(jīng)成為了當(dāng)前主要的駕駛輔助方案，而去年同期僅為28.8%，提升了近10個(gè)百分點(diǎn)。

　　然而，L2賽道雖然一片欣欣向榮，在向L3甚至更高階的L4邁進(jìn)時(shí)，行業(yè)似乎陷入了停滯，目前只有、、等少數(shù)幾家外資車企仍在持續(xù)加碼。而大多數(shù)的自主車企，在功能定義上齊齊止步于L2.9，膽大者頂多在小數(shù)點(diǎn)后面多加幾個(gè)“9”，但始終沒有邁出L3這一步。甚至還有不少車企曾公開表示放棄 L3，直接從L2跨越到L4。

　　那么，L3的“鴻溝”真的這么不可逾越嗎？近日，圖森未來在其首屆AI DAY上給出了實(shí)力回應(yīng)。

　　圖森未來的“解法”

　　“在乘用車領(lǐng)域，為什么大家都不敢去突破L3，甚至到L4這樣一個(gè)級(jí)別？我們認(rèn)為，L3和L4在功能上可能并不比這些輔助駕駛產(chǎn)品更復(fù)雜，但在可靠性上是有質(zhì)的變化，這使得傳統(tǒng)輔助駕駛產(chǎn)品的開發(fā)方法論，其實(shí)并不適用于L3、L4這樣高可靠系統(tǒng)的開發(fā)?！苯?，在圖森未來首屆AI DAY 上，圖森中國CTO王乃巖如是說。

　　正是基于這樣的洞察，為充分滿足高階自動(dòng)駕駛的高可靠性，圖森未來在L4系統(tǒng)研發(fā)中，設(shè)計(jì)了一套全冗余的架構(gòu)，從最底層的車輛開發(fā)到系統(tǒng)再到上層的傳感器和算法模塊，均進(jìn)行了冗余設(shè)計(jì)。

　　● 車輛冗余

　　顧名思義即在車輛設(shè)計(jì)層面進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，這里主要指的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的冗余。過去談到自動(dòng)駕駛?cè)哂啵瑯I(yè)界的關(guān)注點(diǎn)主要在感知冗余和算法冗余上，但其實(shí)在執(zhí)行層，高可靠的冗余設(shè)計(jì)亦不可或缺。

　　尤其當(dāng)自動(dòng)駕駛功能等級(jí)邁向L4級(jí)及以上時(shí)，在很多場(chǎng)景下車輛的行駛將完全脫離人工干預(yù)，這時(shí)如何保證當(dāng)系統(tǒng)失效時(shí)，車輛依舊能安全運(yùn)行，或者是在緊急情況下能夠進(jìn)行制動(dòng)等操作？這必然需要在制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵執(zhí)行環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)雙重甚至多重冗余。

　　據(jù)王乃巖介紹，圖森未來L4系統(tǒng)所搭載的車輛，均配備了冗余轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和冗余制動(dòng)系統(tǒng)，以保證單路失效的時(shí)候車輛仍然可以處于控制之下。

　　● 系統(tǒng)冗余

　　圖片來源：圖森未來

　　在系統(tǒng)層面，圖森未來也設(shè)計(jì)了兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)，分別作為主系統(tǒng)和備份系統(tǒng)，互為冗余。其中主系統(tǒng)配置了高算力的計(jì)算平臺(tái)，以及攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)在內(nèi)的全套智能駕駛傳感器，用于實(shí)現(xiàn)完整的L4功能，以及部分場(chǎng)景下的降級(jí)功能。

　　而備份系統(tǒng)，根據(jù)圖森未來的說法，主要是為了實(shí)現(xiàn)在主系統(tǒng)失效后的降級(jí)功能，因此在芯片算力和傳感器配置上略低于主系統(tǒng)——芯片使用的是低算力的車規(guī)級(jí)芯片，傳感器主要采用的是攝像頭?！暗覀冞@兩套系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了完全獨(dú)立的供電，很大程度上減少了因?yàn)楣╇妼?dǎo)致的供應(yīng)失效可能?！蓖跄藥r補(bǔ)充道。

　　不僅如此，考慮到車輛在運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)碰到各種各樣的情況，圖森未來在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的運(yùn)行模式上，還設(shè)計(jì)了兩種最小風(fēng)控機(jī)制：一種是在車輛具備側(cè)后方感知和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)高可用的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)在應(yīng)急車道上靠邊停車；另一種是在徹底失去了后向和側(cè)向感知的極端情況下，支持車輛在當(dāng)前車道安全剎停，等待救援。

　　● 傳感器冗余：

　　圖片來源：圖森未來

　　在感知方案的設(shè)計(jì)上，圖森未來遵循的原則是：使用全頻段電磁波感知，也即是攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)齊上陣。

　　這其實(shí)也是行業(yè)目前主流的做法，作為三種主要的自動(dòng)駕駛傳感器，攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)固然各有優(yōu)勢(shì)，它們對(duì)應(yīng)的短板亦十分明顯。比如毫米波雷達(dá)，雖然抗干擾能力強(qiáng)，但分辨率以及對(duì)語義信息的識(shí)別能力相對(duì)較弱；攝像頭分辨率高，也具備出色的語義信息識(shí)別能力，卻容易受環(huán)境光照影響；而激光雷達(dá)，綜合能力較強(qiáng)，但成本也高，短時(shí)間內(nèi)難以快速降本達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用。

　　這些不同的優(yōu)劣勢(shì)，決定了僅僅依靠一種傳感器，難以充分滿足高階自動(dòng)駕駛的高安全和高可靠性要求，多傳感器融合是必然。

　　● 算法冗余

　　“我們不會(huì)假設(shè)任何一個(gè)傳感器是永遠(yuǎn)可靠的，也沒有一個(gè)算法永遠(yuǎn)不會(huì)犯錯(cuò)?！被诖?，王乃巖指出，圖森未來在算法架構(gòu)的冗余設(shè)計(jì)中一個(gè)最關(guān)鍵的點(diǎn)，是如何處理單點(diǎn)的算法失效。

　　為實(shí)現(xiàn)這樣的高可靠性，圖森未來將整車上運(yùn)行的算法分成了兩大類：Data-Driven算法和Principle-Based算法。其中Data-Driven算法是基于“大數(shù)據(jù)+大模型”驅(qū)動(dòng)的AI算法，主要用來對(duì)車輛、行人和通用障礙物等動(dòng)態(tài)環(huán)境，以及道路、標(biāo)志標(biāo)線等靜態(tài)環(huán)境進(jìn)行感知。

　　而Principle-Based算法，則主要是用于對(duì)傳感器融合以及規(guī)劃控制等相關(guān)的問題及過程進(jìn)行精確建模。

　　特別值得一提的是在感知模塊，由于圖森未來大量使用了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的算法，如何構(gòu)建一套可靠的感知架構(gòu)將至關(guān)重要。為此，圖森未來將感知方法分為了兩大類：基于識(shí)別的物體感知和基于場(chǎng)景的障礙物感知，首先通過不同的原理來實(shí)現(xiàn)感知模塊的雙重冗余。

　　而在基于識(shí)別的物體感知中，圖森未來又設(shè)計(jì)了兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)，分別使用激光雷達(dá)和相機(jī)進(jìn)行第一階段的初篩，以避免因?yàn)樘鞖饣蛘邆鞲衅髟驅(qū)е碌母兄?。在此基礎(chǔ)上，圖森未來會(huì)用相機(jī)+毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)+毫米波雷達(dá)這樣的傳感器融合方案精選第一階段結(jié)果，以進(jìn)一步提升感知系統(tǒng)的可靠性。

　　在基于場(chǎng)景的障礙物感知中，圖森未來則設(shè)計(jì)了一套漏斗式的感知架構(gòu)，逐層提高識(shí)別準(zhǔn)確率。其中最下面一層，是用激光雷達(dá)初篩所有可能存在的通用障礙物，然后利用高精度地圖和相機(jī)，進(jìn)一步提升準(zhǔn)確率，以在強(qiáng)化感知模塊冗余安全的同時(shí)，更好地滿足下游規(guī)控算法的需求。

　　據(jù)王乃巖介紹，正是基于這樣的多重感知和算法冗余，在圖森未來當(dāng)前一代系統(tǒng)中，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)在任何傳感器失效的時(shí)候，車輛仍然可以安全地執(zhí)行降級(jí)方案。

　　接下來，在正在開發(fā)的新一代系統(tǒng)中，圖森未來目標(biāo)要實(shí)現(xiàn)全功能的Fail-operational system，也即是系統(tǒng)中任何一個(gè)傳感器的失效，都不會(huì)影響整個(gè)L4系統(tǒng)功能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有任何一個(gè)傳感器失效，仍然可以把車輛安全地從A點(diǎn)開到B點(diǎn)。

　　“全無人化”漸行漸近

　　伴隨著智能化變革的深入推進(jìn)，如何快速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛更大規(guī)模、更廣泛地部署，成了產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同關(guān)注的話題。立足于自動(dòng)駕駛卡車賽道，圖森未來一直致力于為全球卡車貨運(yùn)行業(yè)帶來變革，以自動(dòng)駕駛賦能卡車行業(yè)降本增效。

　　作為國內(nèi)第一批自動(dòng)駕駛創(chuàng)業(yè)公司，圖森未來早在2017年就獲得了由美國加州車輛管理局（DMV）頒發(fā)的自動(dòng)駕駛路測(cè)牌，并于2018年8月開始在美國 I-10 高速公路投入自動(dòng)駕駛商業(yè)運(yùn)營，同時(shí)在國內(nèi)開展自動(dòng)駕駛重卡道路測(cè)試。

　　此后幾年，圖森未來一直在持續(xù)推進(jìn)自動(dòng)駕駛卡車技術(shù)的升級(jí)迭代以及商業(yè)化落地，并先后在中國、美國、歐洲、日本等多個(gè)主要市場(chǎng)部署了自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至今年3月，圖森未來自動(dòng)駕駛卡車在測(cè)試、研發(fā)和商業(yè)化運(yùn)營中累計(jì)的總運(yùn)營里程已突破1600萬公里。

　　其中在中國市場(chǎng)，圖森未來自2018年開始在上海臨港新片區(qū)開展自動(dòng)駕駛貨運(yùn)測(cè)試項(xiàng)目，截至2023年6月，圖森未來臨港測(cè)試?yán)锍桃殉^60萬公里，并實(shí)現(xiàn)零交通事故、零道路違章，不得不說這其實(shí)也是對(duì)圖森未來自動(dòng)駕駛系統(tǒng)高可靠性的有力驗(yàn)證。

　　為進(jìn)一步加快卡車無人化進(jìn)程，今年6月，圖森未來拿到了上海市浦東新區(qū)頒發(fā)的全國首批無駕駛?cè)酥悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車道路測(cè)試牌照，獲準(zhǔn)在洋山深水港及物流園區(qū)、東海大橋等指定公開道路開展L4級(jí)別自動(dòng)駕駛重卡的“全無人化測(cè)試”。

　　眾所周知，自動(dòng)駕駛要想真正革新卡車行業(yè)，“全無人化”是必要條件，這不僅僅是因?yàn)樽詣?dòng)駕駛可以實(shí)現(xiàn)更高的駕駛安全性，優(yōu)化燃油經(jīng)濟(jì)性，提高運(yùn)輸效率，更關(guān)鍵的是可以通過無人化實(shí)現(xiàn)“減員”，從而助力降低運(yùn)營成本，緩解司機(jī)供需矛盾。

　　目前來看，在以圖森未來為代表的一批自動(dòng)駕駛技術(shù)公司的共同努力下，這個(gè)目標(biāo)正漸行漸近。

　　不過另一方面，自動(dòng)駕駛卡車面臨的挑戰(zhàn)亦不容忽視。尤其是研發(fā)投入與營收之間的極度不平衡，正在持續(xù)考驗(yàn)著自動(dòng)駕駛技術(shù)公司以及相關(guān)投資者的信心，過去一段時(shí)間，就有Waymo、擎天智卡以及Embark等多個(gè)玩家相繼“退賽”。

　　接下來，就看這場(chǎng)大浪淘沙過后，誰能跑到最后了。