另辟蹊徑！特斯拉依靠攝像頭實現(xiàn)駕駛輔助

五新能源汽車領(lǐng)域“科技造車”的特斯拉一向都被當(dāng)作風(fēng)向標(biāo)式的存在，從電池技術(shù)、駕駛輔助到無人駕駛，特斯拉總給人“走在前沿”的感覺，可這一次特斯拉決定棄用雷達，轉(zhuǎn)而采用基于攝像頭的感知法來實現(xiàn)駕駛輔助，還是讓不少人吃了一驚“純視覺”方案真的能維持特斯拉汽車駕駛輔助技術(shù)的安全性嗎？特斯拉這一決定到底是節(jié)省成本還是技術(shù)升級呢？下面，就讓我們一同來看看特斯拉這一次近乎“另類”的決定。

被疑開倒車的特斯拉

在新能源汽車智能化發(fā)展過程中，攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等傳感器系統(tǒng)構(gòu)成的駕駛輔助系統(tǒng)一直是極為重要的存在，而過去幾年，特斯拉的Autopilot雖然不是真正的自動駕駛，只是介于L2～L3之間的輔助駕駛功能，但是在過去幾年，依靠優(yōu)秀的軟件設(shè)計，搭配攝像頭和毫米波雷達感測，讓特斯拉Autopilot一直備受車主的喜愛。

而從今年5月開始，特斯拉創(chuàng)始人兼CEO馬斯克（Elon Musk）就曾宣布，從2021年5月起生產(chǎn)的Model 3/Y，將不再配備毫米波雷達，與此同時，他們也將“純視覺”輔助駕駛功能全面應(yīng)用到現(xiàn)有的特斯拉汽車上。

雖說大眾對于特斯拉“放棄”毫米波雷達有了心里準(zhǔn)備，但終歸沒想到來得這樣快。近日，馬斯克通過Twitter宣布，特斯拉將在未來三個星期內(nèi)推出新版本FSD（Full Self-Driving）beta V9版本軟件，系統(tǒng)將會以“純視覺”架構(gòu)來進行，也可稱為“Tesla Vision”。

“我們終于可以消滅雷達了，它就像是自動駕駛車的拐杖，支撐了某些攝影機的缺陷?！瘪R斯克說，如今特斯拉不再需要拐杖，只需要視覺就能達成同樣效果。

話雖如此，可這樣的說法似乎并不能讓市場安心，畢竟單純依靠攝像頭實現(xiàn)駕駛輔助的做法多少有些另類，何況Model 3和Model Y是當(dāng)前特斯拉銷量最高的兩款車型，用“拳頭”產(chǎn)品踐行想法多少讓市場有些擔(dān)心。

放棄雷達的苦果

對于電子化程度較高的新能源汽車產(chǎn)品而言，駕駛輔助系統(tǒng)往往關(guān)系著駕乘安全問題，特斯拉“另類”改變第一時間便成為市場關(guān)注焦點。

根據(jù)外媒《Carscoops》報道，Model 3由于改用特斯拉（Tesla）Vision視覺技術(shù)，不再被《消費者報告》列為最推薦車款，同時《IIHS》也計劃取消該車的Top Safety Pick+進階安全首選認證，關(guān)鍵就出在FCW前方碰撞警示與AEB主動剎停功能。

《消費者報告》與《IIHS》認為，改用特斯拉（Tesla）Vision視覺技術(shù)，可能會導(dǎo)致FCW前方碰撞警示與AEB主動剎停功能的偵測能力退步，其中《消費者報告》研究員Bryan Reimer質(zhì)疑僅用鏡頭驅(qū)動的系統(tǒng)，是否能具備和雷達系統(tǒng)相同甚至更好的性能。

至于Model Y，該車雖然獲得了美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）的五星安全評級。但還沒有獲得IIHS的評級，該車在CR最新發(fā)布的可靠性調(diào)查中，僅獲得“遠低于平均水平”的評價。

NHTSA則在其官方網(wǎng)站上取消了2021年4月27日當(dāng)天以及之后生產(chǎn)的Model 3和Model Y車輛評級頁面上的復(fù)選標(biāo)記，這意味著兩款車型目前已不支持前方碰撞預(yù)警、自動緊急制動以及動態(tài)制動輔助功能。

CR與IIHS表示，取消特斯拉的最高安全評級稱號，是因為它們的最高安全評級認證都需要車輛搭載電子安全系統(tǒng)才可以。

繞不開的安全問題

從機構(gòu)、媒體到消費者，特斯拉依靠攝像頭實現(xiàn)駕駛輔助的決策之所以引發(fā)大眾關(guān)注，安全問題顯然是首當(dāng)其沖的。CR宣傳副總裁David Friedman在一份聲明中表示：“如果司機認為他們的汽車具備安全功能而實際上沒有，這將從根本上改變車輛的安全狀況。當(dāng)他們認為這可以拯救他們的生命時，它可能根本做不到?！?/p>

同時，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）已經(jīng)調(diào)查了29起涉及特斯拉的事故，美國國家運輸安全委員會建議NHTSA和特斯拉將Autopilot駕駛輔助限制在能夠安全運行的道路上，并建議特斯拉安裝更好的系統(tǒng)以確保駕駛員能夠集中注意力。

相對于外界的擔(dān)心，特斯拉自己反倒顯得很淡定。對于特斯拉Autopilot自動輔助駕駛功能及其視覺處理系統(tǒng)“Tesla Vision”，馬斯克曾評價，“一個好的視覺系統(tǒng)可以讓你同時看到各個方向上的情況，它不像人眼會疲倦，反應(yīng)也更靈敏，將實現(xiàn)更高水平的安全?！瘪R斯克表示，安全至上是特斯拉堅守的基本準(zhǔn)則，我的家人、朋友和孩子會駕駛或乘坐特斯拉，我必須要保證他們的安全。所以，特斯拉在設(shè)計時會盡一切努力使車輛實現(xiàn)最大化的安全。

有意思的是銷量在華暴跌后，斯拉在官方微博發(fā)布了一篇標(biāo)題為“Elon Musk：安全是我們設(shè)計特斯拉的首要目標(biāo)”的文章，其中強調(diào)了特斯拉車型的安全性，并指出其“交通事故率已經(jīng)優(yōu)于行業(yè)平均水平，并且有信心能夠?qū)崿F(xiàn)全行業(yè)最高標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

但無論特斯拉如何強調(diào)自己的安全性，業(yè)界也普遍認為成本才是馬斯克堅持力推“視覺系統(tǒng)”的主因，無論是激光雷達還是毫米波雷達，較攝像頭的成本都要高出不少，而現(xiàn)階段的特斯拉一直致力于電動車的全球普及，成本是不是一個重要的考慮因素。

看似一意孤行的特斯拉

宣布改用“Tesla Vision”到實施，特斯拉并未給消費者提出反對或質(zhì)疑的權(quán)利，它甚至還提醒那些訂購汽車尚未交付的用戶可以在他們的在線賬戶中查看是否為其分配了一輛沒有雷達的車輛，特斯拉方面強勢的態(tài)度多少讓消費者有些不滿，以至于面對傳感器削減問題時多少有些偏見。

當(dāng)下，由攝像頭、毫米波雷達、激光雷構(gòu)成的等傳感器系統(tǒng)構(gòu)成的駕駛輔助系統(tǒng)中，特斯拉放棄了毫米波雷達，但并不意味著特斯拉真的就永遠只搭載攝像頭組成的純視覺系統(tǒng)了?！癟esla Vision”拋出來沒多久，就傳出特斯拉與激光雷達公司Luminar簽訂了一份使用激光傳感器技術(shù)進行測試和開發(fā)的合同。知情人士表示，作為協(xié)議的一部分，Luminar向特斯拉出售用于該輛Model Y上的傳感器，不過無論是特斯拉還是馬斯克都尚未對此事做出回應(yīng)。

除了激光雷達會給人們留下念想外，依靠攝像頭組成的純視覺系統(tǒng)實現(xiàn)駕駛輔助并非特斯拉專利。早在2011年，Mobileye純視覺前向防撞預(yù)警（FCW）在寶馬、通用和歐寶品牌量產(chǎn)。2013年，Mobileye純視覺車輛和行人自動緊急制動（AEB）在寶馬和日產(chǎn)品牌量產(chǎn)。而2015年，Mobileye純視覺全功能AEB已經(jīng)進入多個OEM。

顯然，純視覺實現(xiàn)駕駛輔助并非特斯拉一家的堅持，其本身經(jīng)過多年沉淀與發(fā)展已經(jīng)相對成熟了，特斯拉割舍“毫米雷達波”的同時，原本“高貴”的激光雷達反而受到青睞，包括Mobileye、Apollo Lite在內(nèi)，更多的汽車科技企業(yè)投入大量資源在激光雷達上，純視覺實現(xiàn)駕駛輔助干掉了“毫米雷達波”的說法或許并不準(zhǔn)確，畢竟當(dāng)廠商們將資源放在激光雷達時，毫米雷達波的市場地位多少有些不穩(wěn)了。

爭議中的毫米雷達波

馬斯克一直反對使用激光脈沖來探測物體的激光雷達技術(shù)，同樣對使用無線電波來探測物體的雷達感到失望。馬斯克稱激光雷達是“拐杖”和“傻瓜”，說它太貴而且難以使用，但他還沒有完全摒棄毫米波雷達。特斯拉打算在Model S和Model X車型以及中國生產(chǎn)的Model 3和Model Y汽車中保留毫米波雷達。

傳統(tǒng)毫米波雷達在縱向測高能力上有所欠缺，可以理解為缺乏對垂直平面的“理解”能力。因為該“理解”能力缺失，導(dǎo)致毫米波雷達“看不出”比如橋梁、路牌的高度，在它的“眼”里，這些靜止的物體都會被視為在地面這一平面?；谶@樣的前提，如果不把他們反射的信號全部過濾掉，毫米波雷達無疑就會發(fā)出前方有障礙的錯誤預(yù)警，造成“幽靈剎車”。但是，當(dāng)橋梁、路牌下有靜止車輛時，則可能會導(dǎo)致交通事故發(fā)生。

特斯拉曾經(jīng)發(fā)生過幾個撞向貨車的事故，就是典型案例。其中，特斯拉的攝像頭感知失效，無法識別出前方停下的貨車。而毫米波雷達作為備用傳感器，本應(yīng)該識別出前方障礙物，并發(fā)出預(yù)警，但毫米波雷達也不起作用了。

傳統(tǒng)毫米波雷達另一個局限是橫向分辨率低，可以理解為對水平平面的“理解”能力薄弱。橫向分辨率是指左右兩個掃描的激光點形成的夾角，夾角度數(shù)越小，橫向分辨率越高。如果和激光雷達相比，毫米波雷達的橫向分辨率不具備優(yōu)勢。比如，特斯拉過去出現(xiàn)的問題：前面一輛車停在馬路旁邊，可能有半個車身在車道上，這個時候特斯拉會因為毫米波雷達的橫向分辨率不足，識別不出車輛而更容易撞上去。

而在自動駕駛系統(tǒng)的開發(fā)、推廣和營銷方面，其他汽車制造商采取了不同的做法。通用的Cruise、Alphabet的Waymo、Aurora和其他公司在系統(tǒng)中除了攝像頭外還包括毫米波雷達和激光雷達。雖然攝像頭捕捉的視頻可以由人類數(shù)據(jù)分析師進行標(biāo)記，并由機器學(xué)習(xí)軟件進行解釋，但毫米波雷達和激光雷達傳感器提供了額外的數(shù)據(jù)，可以為汽車提供一種更強大的方式來檢測和避免道路上的障礙物，尤其是在能見度較低時，包括在夜間或惡劣天氣下。

據(jù)Edge Case Research公司首席技術(shù)官、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)電子和計算機工程教授菲爾·庫普曼（Phil Koopman）稱，特斯拉今天應(yīng)該可以依靠視覺系統(tǒng)提供一些功能，但以后可能需要重新引入雷達，以提供更先進的自動駕駛功能。

“SAE 2級（需要隨時監(jiān)控安全的人類駕駛員）使用的傳感器可以由制造商自行決定。因此，他們可以只用攝像頭，注意到人類處理攝像頭不能處理的事情?！睅炱章f?！疤厮估墓δ苣壳爸幌抻谶@個SAE 2級。如果將來特斯拉想達到SAE 4級（沒有人類駕駛員安全監(jiān)督的自動駕駛汽車），那么謹慎的做法是使用所有類型的傳感器，包括攝像頭、毫米波雷達、激光雷達，可能還有其他?！?/p>

特斯拉真正依靠的并非攝像頭

真正的自動駕駛或者無人駕駛需要多個傳感器系統(tǒng)支持才能實現(xiàn)，而特斯拉當(dāng)下決定依靠攝像頭實現(xiàn)駕駛輔助的同時，也在推動激光雷達測試，實際上，攝像頭系統(tǒng)并沒有人們想象的過時和落伍，特斯拉駕駛輔助真正依靠的核心其實是一套AI算法。

在特斯拉Autopilot的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，其訓(xùn)練了一個高度精確的RNN，通過15幀照片/秒的、基于時間序列的視頻來預(yù)測障礙物的速度和加速度。（Recurrent Neural Network，循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，顧名思義是基于環(huán)狀神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳遞和處理信息，通過“內(nèi)部記憶”來處理任意時序的輸入序列，以準(zhǔn)確預(yù)測接下來即將發(fā)生的事情。

英偉達的AI博客曾舉過一個經(jīng)典的例子：假設(shè)餐廳供應(yīng)是菜品規(guī)律是不變的，周一漢堡、周二炸玉米餅、周三披薩、周四壽司、周五意面。

對于RNN 而言，輸入壽司并尋求“周五吃什么”的答案，Ta將會輸出預(yù)測結(jié)果：意面。因為RNN已經(jīng)知道這是一個順序，而周四的菜品剛剛完成，因此接下來是周五的菜品是——意面。

對于Autopilot的RNN來說，給到當(dāng)前汽車周圍的行人、車輛和其他障礙物的移動路徑，RNN就可以預(yù)測接下來的移動軌跡，包括位置、速度和加速度。特斯拉會將雷達和激光雷達（非量產(chǎn)車隊，特斯拉內(nèi)部的Luminar激光雷達車隊）輸出的正確數(shù)據(jù)與RNN識別的對象相關(guān)聯(lián)，以準(zhǔn)確估計對象屬性，例如對象距離。在這個過程中，特斯拉開發(fā)了工具使得輔助數(shù)據(jù)與視覺數(shù)據(jù)的采集和關(guān)聯(lián)實現(xiàn)了自動化，無須人工標(biāo)注。此外，關(guān)聯(lián)后可以自動生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)用以訓(xùn)練RNN，從而實現(xiàn)高度精確地預(yù)測對象屬性。

由于特斯拉在全球的車隊規(guī)模已經(jīng)超過100萬輛，特斯拉得以在海量場景數(shù)據(jù)的訓(xùn)練下迅速改善其RNN的性能。而RNN一旦將預(yù)測的準(zhǔn)確性提升到和雷達輸出結(jié)果的同等水平，就會形成相對毫米波雷達的巨大優(yōu)勢，同樣也會成為特斯拉在自動駕駛領(lǐng)域的一大利器。

走近特斯拉純視覺FSD

“純視覺”駕駛輔助意味著汽車攝像頭拍攝到周邊的畫面，然后系統(tǒng)根據(jù)畫面的信息，計算出周圍的車輛、道路等信息。最直觀的比喻，就相當(dāng)是人的眼睛，我們?nèi)搜劭吹角懊娴男畔⒑螅竽X就會對這些信息做出判斷，距離近了就剎車，距離遠了可以加速跟上。純視覺其實就是利用攝像頭、系統(tǒng)算法等方式，模仿人在做的事。當(dāng)然，人只有兩只眼睛，而汽車可以裝很多的攝像頭，當(dāng)攝像頭足夠多的時候，就可以完成車輛周圍360°的覆蓋，這樣利用系統(tǒng)強大的算法，就能實時計算出車輛行駛時周圍的路況，完成自動駕駛。純視覺的特斯拉FSD到底已經(jīng)做到什么程度了？馬斯克提到的純視覺、無雷達版本的FSD Beta 9.0版本，還沒有正式推出，所以目前能體驗到的最新版本是FSD Beta V8.2。這個版本應(yīng)該是目前特斯拉正式推出的，純視覺模式最新的版本了。

基礎(chǔ)駕駛的部分FSD Beta V8.2的純視覺工作模式已經(jīng)基本可以滿足使用的需求了，但是有一些特殊的路況下，還是會有處理不好的情況。比如左轉(zhuǎn)之后，道路的左車道上停著車，F(xiàn)SD會默認跟在這些車后面，但是車停下來的位置位于十字路口中間，這就非常危險了。而此時，隔壁的車道卻很空，而FSD并沒有切換車道，只能人工干預(yù)進行操作。

總的來說，F(xiàn)SD Beta V8.2的純視覺工作模式只能說基本可用，復(fù)雜一點的情況，處理的還不是很好。但馬斯克也表示，即將到來的9.0版本，會有非常大的進步，到底如何，也只能等真的推出后才能判斷。

急于突破的特斯拉

在FSD Beta V8.2效果并不讓人滿意，F(xiàn)SD V9.0版本渺無音訊的時候，特斯拉為何就要急匆匆"去掉"毫米波雷達，從而用大眾認為有些另類的方式實現(xiàn)駕駛輔助呢？除其本身技術(shù)規(guī)劃路線外，真的一點沒有受到市場影響嗎？

全球電動車的銷量飆漲，根據(jù)EV Sales發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，全球電動車累計銷量已突破150萬輛，占據(jù)全球汽車市場5.7%的份額。同時，電動車市場格局也發(fā)生了一些變化。一方面，特斯拉市場份額大幅下滑;另一方面，以福特為代表的傳統(tǒng)車企的全新電動車車型在全球市場表現(xiàn)良好，市場份額逐步提升。

隨著大眾ID.3、福特Mach-E等車型的上市，競爭格局正在扭轉(zhuǎn)。第一電動網(wǎng)此前發(fā)布的2021年全球新能源汽車4月銷量數(shù)據(jù)顯示，4月特斯拉全球銷量環(huán)比暴跌71%，大眾首次躋身全球前三。

同樣是4月，特斯拉在中國市場的狂飆也停滯了。據(jù)乘聯(lián)會數(shù)據(jù)顯示，4月特斯拉銷量為25845輛，環(huán)比3月下跌27%，其中14174輛為出口新車，這意味著特斯拉4月僅交付了11671輛，環(huán)比3月的35478輛暴跌67.1%。

面對傳統(tǒng)車企大反攻，特斯拉基于突破的心態(tài)也就比較好理解了，相對于電池、電機等需要時間沉淀和突破的領(lǐng)域，更偏科技屬性的AI軟件顯然更容易讓特斯拉出位。

加碼科技屬性的特斯拉

除了駕駛輔助技術(shù)的變化外，特斯拉在運營模式上同樣努力做著改變，而軟件內(nèi)容的付費訂閱制一直是馬斯克所希望達成的模式。

近期，有國外軟件工程師對特斯拉最新的手機APP進行了反向工程，發(fā)現(xiàn)特斯拉正計劃將保險和即將推出的付費模式FSD服務(wù)直接集成到手機APP中。一位Reddit用戶名叫“Callump01”的軟件工程師在對特斯拉APP的新版本進行反向工程后發(fā)現(xiàn)，內(nèi)容新增了對保險服務(wù)的整合、“安全評價”功能，以及讓車主可以看到駕駛方式變化如何影響保險費率的模擬功能。

通過這些，車主可以直接通過手機查看自己車輛的保險，而不用再打開保險公司的APP“安全評價”功能將顯示駕駛者每次和每月的駕駛時長、使用自動駕駛功能的頻率、ABS啟動事件、前方碰撞警告、自動轉(zhuǎn)向的介入、油門變化等等指標(biāo)之后給駕駛者“及格”或“不及格”的評價。預(yù)計車輛需要擁有HW2或更高的硬件以及20121.4.12以上的軟件版本。

新的模擬器可以根據(jù)ABS啟動事件、行駛時長、強制的自動駕駛關(guān)閉、前方碰撞警告、不安全的跟隨時間，以及油門和剎車強度等，查看車主的駕駛行為，并根據(jù)表現(xiàn)調(diào)整顯示保費的最終價格。同時，付費模式的FSD也預(yù)示著即將推出。馬斯克也多次表示過，特斯拉將在今年Q2推出FSD服務(wù)，而這些才能讓特斯拉持續(xù)獲得市場成長紅利。

決定未來的智能駕駛

從技術(shù)改良與更迭到科技服務(wù)的推出，特斯拉各種調(diào)整與改變無非是布局未來，以期在智能駕駛時

寫在最后：

特斯拉會成為汽車領(lǐng)域的蘋果嗎

特斯拉會成為新能源汽車領(lǐng)域的蘋果嗎？這或許不是你一個需要太多考慮的問題。從科技切入造車領(lǐng)域，特斯拉成功帶領(lǐng)全球新能源汽車潮流的同時，更讓特斯拉同蘋果有了諸多相似之處，幾經(jīng)生死、細分市場龍頭、開拓創(chuàng)新精神等等，尤其是同樣以硬件產(chǎn)品切入市場，布局軟件服務(wù)領(lǐng)域，都讓人們有了更多想象空間。未來，隨著越來越多傳統(tǒng)汽車制造業(yè)企業(yè)和科技企業(yè)進入，特斯拉主動求變的“另類”決策或許會越來越多。