特斯拉再做減法 100%視覺方案背後勇氣何在?

2022-10-11 20:01:04

集微網報道(文/王麗英) 作爲智能化電動化汽車的先行者,特斯拉的一舉一動備受業界關注。最近,特斯拉再次祭出一個“反潮流”舉措:取消超聲波雷達,讓智能駕駛100%依賴視覺攝像頭。

在乘用車自動駕駛體驗口碑不佳,整車企業紛紛下血本提升硬件以給大衆信心的當下,特斯拉敢再一次冒天下之大不韙,消減硬件配置,勇氣何在?

回歸8攝像頭純視覺方案

衆所周知,隨着汽車智能化程度的提升,要實現高級別自動駕駛功能,讓汽車能像人類一樣自主开車,就要給它武裝上千裏眼和順風耳,這離不开傳感器。但遺憾的是,截至目前的技術發展,還沒有哪一種傳感器能和人類的感官一樣,這就需要擷取不同種類傳感器所長,融多種傳感器爲一體,以實現媲美人類的感知能力:超聲波傳感器、毫米波傳感器、攝像頭、激光雷達等。

給汽車配備更多的傳感器,成了目前大多數汽車廠商們的慣常做法,以小鵬G9X版車型爲例,共搭載了31顆感知傳感器,包括12顆超聲波雷達、5顆毫米波雷達、2顆激光雷達和12顆攝像頭。

與這些廠商努力做加法不同的是,特斯拉卻一直在做減法取消毫米波雷達、取消超聲波雷達、不引入激光雷達。

日前,特斯拉宣布,從10月开始,歐洲、北美、中東地區交付的Model 3、Model Y,將取消超聲波雷達傳感器,隨後將推及到全球範圍,同時Model S和 Model X也將在2023年一並取消超聲波雷達。在此之前,特斯拉在車載傳感器方面已做過一次減法:去年5月,特斯拉宣布將棄用毫米波雷達傳感器。

至此,特斯拉傳感器方案從8攝像頭+1毫米波雷達+12超聲波雷達的多傳感器方案減爲8攝像頭的純視覺方案。

超聲波雷達主要用於停車和泊車,在自動駕駛中並沒有太多參與,且成本不高,特斯拉取消超聲波雷達預計不會對其自動駕駛功能帶來明顯影響。但由於軟件升級需要一定時間,此次取消超聲波雷達後的前後召喚、智能召喚、自動泊車、泊車距離輔助功能將受到影響,這些影響後續會通過OTA修復。特斯拉官方表示,取消超聲波傳感器將暫時影響車輛的自動停車功能,但不會影響車輛整體的碰撞安全評級。

多次反復 特斯拉選擇純視覺背後的勇氣何在

從自動駕駛技術的發展過往來看,大致分爲兩類:一種是基於視覺的自動駕駛系統,另一種是基於雷達+視覺的自動駕駛系統。後者主要使用雷達傳感器來檢測物體,而視覺系統則完全基於攝像頭。

要讓計算機視覺系統檢測、識別物體,離不开神經網絡,神經網絡模型不一定能檢測到對象,一旦判斷失誤,就會導致事故。基於視覺的自動駕駛系統需要強大的軟件算法能力,以及大量數據對AI模型的長期訓練。這顯然不是一朝一夕可以實現的。

特斯拉從最初的視覺方案到後面引入雷達傳感器再到放棄雷達回歸純視覺方案,經歷了多次反復。現在,特斯拉爲何敢於舍棄這些各具感知優勢的硬件傳感器?

從特斯拉的回應來看,他們啓動了基於視覺的“佔網絡”(Occupancy Networks)以取代超聲波雷達輸入,這種方法可以實現更清晰的空間定位、更遠距離的可見性、更清晰的物體識別區分,並且整個模型還會隨着時間推移、數據累積而不斷優化躍遷。注意,這裏有個關鍵詞“佔據網絡”,這是特斯拉自動駕駛系統的一種全新算法模型,用來改進特斯拉的AI 模型HydraNets。啓用新算法優化AI模型,目的就是讓基於視覺的物體檢測更加準確。

現在看來,特斯拉至少認爲自己的軟件算法能力已提升到可以替代雷達傳感器的程度,按照特斯拉的說法,其純視覺方案的安全性完全不輸“視覺+雷達”方案,“與配備雷達的車輛相比,配備Tesla Vision的Model 3和Model Y在美國和歐洲保持或提高了其主動安全等級,並且在行人自動緊急制動(AEB)幹預方面表現更好。”

完全自動駕駛 純視覺方案是否可行

盡管特斯拉的駕駛輔助功能表現不俗,但現階段畢竟還沒有達到完全自動駕駛程度,要實現完全自動駕駛,特斯拉純視覺方案是否可行?

最近幾年來,圍繞自動駕駛的多起交通事故引發行業極大關注,特斯拉倚重視覺方案的自動駕駛功能曾出現多個硬傷,廣爲大家詬病的幽靈剎車就讓特斯拉陷入多起訴訟案件中。所謂幽靈剎車,是指當駕駛員开啓特斯拉Autopilot或者使用FSD等自動輔助駕駛功能時,在人類看來不需要剎車時,特斯拉汽車卻進行了剎車。這種非必要剎車會給司乘人員帶來重大的人身安全風險,還容易引發後車追尾事故。

取消毫米波雷達後,消費者對幽靈剎車的投訴貌似更多。但在特斯拉看來,幽靈剎車問題很大程度上恰恰是因爲採用了毫米波雷達所致,雷達可以穿透霧、塵、雨和雪,探測到攝像頭看不到的東西,但它最大的問題是誤報,導致不必要的剎車。

過去幾年,特斯拉在從純視覺到視覺+雷達再到舍棄雷達依賴純視覺的道路上經歷了多次反復。對於毫米波雷達的啓用、優化、舍棄、再改進,特斯拉可是頗爲糾結。

Elon Musk 曾給出他對雷達和攝像頭的看法:在雷達波長下,現實世界看起來像一個奇怪的幽靈世界。除了金屬,幾乎所有東西都是半透明的。當雷達和視覺感知不一致時,你採信哪一個?視覺具有更高的精度,因此投入兩倍的精力改善視覺比押注兩種傳感器的融合更明智。

這或許解釋了特斯拉目前舍棄雷達採用全視覺方案的根源:集中精力發揮優勢力量比多點出擊更容易攻克難關。

但馬斯克上述的觀點是針對當時的低分辨率毫米波雷達所言,當雷達進化到可以準確辨析靜止物體的高端產品時,情況或許又會有所不同。

就在去年特斯拉宣布將取消毫米波雷達之後,今年6月,業界傳出特斯拉貌似又在自研4D毫米波雷達。美國聯邦通信委員會的公开文件顯示,特斯拉注冊了一款4D毫米波雷達,並提交了詳細的合規測試報告。業界認爲這或許將是特斯拉 HW4.0的組件。不過,從最近的特斯拉AI DAY 2022上來看,這一猜測並沒有得到證實,純視覺方案仍是特斯拉的目前選擇。

日新月異的技術變革中,唯有變化是不變的旋律。“不管白貓黑貓,抓到老鼠就是好貓”,在向全自動駕駛的技術演進中,路线之爭本無意義,關鍵是誰能最終實現真正安全快捷的無人駕駛。

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