進階到完全自動駕駛,Mobileye做了哪些準備?
在過去很長一段時間中,我們經常引用國際汽車工程師學會(SAE)的Level 1到Level 5的定義來描述自動駕駛所處階段應該實現的功能,具體怎麼實現仍然需要各家廠商在自動駕駛領域探索並不斷細化技術細節。
在上個月CES 2024展會中,我們有幸參加了Mobileye的年度新聞發佈會議,相比起終端產品發佈,Mobileye總裁兼首席執行官Amnon Shashua教授反倒是利用年度活動詳細闡述了Mobileye關於完全自動駕駛規劃。這是一場非常有意思的技術發佈活動,藉助Mobileye對未來技術發展的預判,我們在此不妨一窺未來讓雙手完全離開方向盤的自動駕駛汽車,究竟是如何實現的。
從ADAS到Drive的完全進階
在Mobileye的技術進化中,將自動駕駛升級分成ADAS、SuperVision、Chauffeur和Drive四個階段的解決方案,分別對應人類需要介入駕駛的程度,例如ADAS需要駕駛者手握方向盤,並且實時觀察道路情況,到了SuperVision可以放開雙手,到了Chauffeur可以眼睛離開道路,最終的Drive則可以完全不需要人類駕駛者了。
目前絕大多數車型其實都處在最左側的高級駕駛輔助系統(ADAS)階段,如何在人工介入下保證最基本的安全並進一步提升智能駕駛程度是廠商們最爲關心的問題之一,因此大量的傳感器和芯片得以採用,比如前置攝像頭和前置雷達配置,緊急場景下的接管功能,事實證明這很奏效,在ADAS加持下,車輛發生事故的概率顯著降低。
廠商對ADAS的迫切需求也最終反饋在了Mobileye的銷量上。在2023年,Mobileye出貨了大約3700萬顆ADAS芯片,相當於有大約3700萬輛新上路的汽車搭載了Mobileye的ADAS產品。
隨着ADAS的智能程度不斷提升,下一任SuperVision已經蓄勢待發。從安全角度上看,SuperVision擁有360度的感知能力,包含11個攝像頭,包括7個長距攝像頭和4個泊車攝像頭,確保自主領航輔助功能可以在第一時間對車輛周邊環境做出準確的反應。
更重要的是,SuperVision加持下的自主領航輔助功能也將擁有更高的智能程度,比如駕駛者只需要確定目的地,剩下的工作可以交給SuperVision來實現。但SuperVision系統的平均故障間隔時間(MTBF)還不能達到完全智能駕駛的程度,因此駕駛者也仍然需要在整個駕駛過程中監控所有過程。即便如此,SuperVision也已經具備了未來完全自動駕駛功能的初級形態。
接下來,Mobileye會繼續對SuperVision進行升級,加入大量的功能升級到Chauffeur。包括加入某些預定義的“可脫手可脫眼”的運行設計域(ODD),比如在高速路、封閉道路等特定條件下,駕駛者視線可以離開道路,不再需要全程關注自動駕駛過程,允許分心去做其他事情,也就是我們常說的Level 4級別。
SuperVision和Chauffeur之間的區別在於,Chauffeur對系統平均故障間隔時間MTBF有更爲嚴苛的需求。如果SuperVision在單位時間內需要接管車輛的次數爲100次,那麼Chauffeur必須達到同樣時間內只需要1次,甚至0.1次,這是當下硬件無法實現的高規格標準,意味着要更高階的成像系統、雷達和算力。
而最終的Drive則是去掉駕駛者監控的終極目標,在固定區域內,Drive不再需要任何人工干預,比如無人駕駛出租車Robotaxi就是一個很好的例子。
以數量和經驗取勝
自動駕駛在不同階段都需要大量的經驗積累,Mobileye預計在ADAS產品的生命週期內,大概會有2.75億輛汽車會搭載Mobileye的ADAS產品,而配備了11個攝像頭SuperVision方案也已經進入了量產狀態,預計會出貨365 萬套。不僅如此,Chauffeur的量產項目從2023年開始,規模約爲60萬。
可以實現完全自動駕駛的Mobileye Drive系統也已經有合作伙伴加入,包括大衆ID Buzz、舍弗勒VDL以及本特勒HOLON,將會從2026年開始量產,計劃會有60萬套的產量。
有意思的是,目前爲止這些合作項目已經在2023年給Mobileye帶來了74億美元的營業收入,隨着系統升級,每一代系統的定價也會成倍提升,比如ADAS搭配前置攝像頭的平均價格約爲50美元,SuperVision的平均系統價格約爲1,500美元,Chauffeur的平均系統價格約爲3000美元,Drive的平均系統價格約爲50,000美元。由此也可以看出自動駕駛佔據了相當重要的作用。
用雲端增強ADAS
雲增強ADAS是一個比較新的領域。在車載前置攝像頭系統中,還專門提供了一個可以通過軟件賦能的REM(Road Experience Management,道路經驗管理系統)。依靠這項系統,Mobileye每天可以從大約300輛ADAS汽車中獲取回傳數據,以此升級ADAS,從而構成雲增強ADAS的服務體系。
Mobileye目前爲止已經提供了4650萬份REM技術使用授權,每一輛車平均使用授權時間爲5年,也因爲如此,Mobileye REM在未來一段時間中仍然是Mobileye的增長主力。
在國內,Mobileye已經與奇瑞在雲增強ADAS領域展開了合作。預計在未來2個月內,奇瑞就會在中國市場推出基於前置攝像頭的雲增強ADAS,不僅如此,Mobileye REM同樣也會被整合其中。
而關於SuperVision和Chauffeur的落地情況,Mobileye在國內也有了緊張,從2023年的極氪001擴展到現在30款車型,攜帶SuperVision的極星4也已經開始投產。在幾個月後,Smart也同樣搭配SuperVision系統。吉利旗下對應的沃爾沃車型,同樣也開啓了對SuperVision的智齒,並很快出口到歐洲與美國市場。
與此同時,保時捷、中國一汽也都會推出搭載SuperVision車型,在2024年末到2025年期間,就會有響應的新車面世。目前在中國已經有超過16萬輛車輛搭載了SuperVision系統,中國路況也成爲了理想的測試地點。正因爲如此,我們也會在越來越多的DEMO展示中看到中國路況下的測試場景,複雜的路面環境也成爲完善SuperVision系統的的基礎。
但無論如何,SuperVision系統已經具備了非常出色的安全性,並不斷依靠Mobileye REM實現雲增強ADAS功能,確保所有搭載Mobileye的車型在自動駕駛性能表現上愈發智能。
用AI推動軟硬件整合
可以看到自動駕駛技術不是但一的軟件或者硬件系統,而是從整合芯片、傳感器、軟件、硬件、REM等端到端的技術整合,從而也註定了系統本身的複雜性。
Mobileye這時候便需要面臨兩個問題。一個是如何讓如何讓“可脫手可脫眼”的智能駕駛系統達到足夠的平均故障間隔時間(MTBF),另一個是如何實現規模化。不同於手上的智能數碼產品,用戶對駕駛體驗其實有一套成熟的評判標準,不會因爲新技術的加入而推倒已經熟悉的駕駛方式。
這裡Mobileye將技術創新押寶到了人工智能AI。特別是在過去兩三年中,AI已經取得了突破性進展,如何讓端到端系統感知更多的圖像、位置信息,並依靠機器學習引擎提升準確率成爲創新的關鍵。
Mobileye認爲作爲給AI提供信息的感知系統,需要滿足五方面要求:
從目前來看,大部分技術聚焦在實現前三個要求上,即把所有感知信息輸入到一個共享空間中,在空間和時間上保持一致性,利用深度卷積神經網絡和Transformer模型,構成鳥瞰圖像,即Birds-eye view(BEV),這也是Mobileye現有系統已經實現的功能。
在現有系統中,由4個泊車攝像頭完成BEV感知輸入,由於泊車攝像頭非常廣,所以系統可以從每側15米的範圍內感知車輛狀態。
這裡還有另一種方案,即通過5個攝像頭和5個雷達實現更細節的感知,稱爲5V5R+,這裡的+號表示通過傳感器建立了一個Top View Net鳥瞰來實現更高級別的輔助駕駛功能。
在未來,Mobileye還將基於MBSS(Map Based Sensing State)實現多尺度(Multi-Scale)和多車道(Multi-Lane)感知,並最先運行於EyeQ 6H平臺上,從而在硬件層面實現更高階的自動駕駛功能。按照Mobileye的計劃,EyeQ 6H會在2025年出樣,基於7nm工藝打造,具備34 TOPS int 8性能,最高功耗33W。
重點還在於自動駕駛系統的可靠性,從傳感器到模型、算法和架構的可靠運行,都意味着需要更多的算力支持,同時還要兼顧車載系統的能耗表現。
雖然智能汽車可以不用像手機和筆記本電腦那般對能耗過於精打細算,但鑑於508 TOPS的2個Orin X平臺需要150W功耗,4個Orin X更是要到300W,顯然還是有些不划算的。
因此Mobileye SoC也更爲專注更高效的設計,提升異構計算架構效能工作上,與東家Intel保持相同的思路。
目前爲止,Mobileye已經推出了EyeQ 5H,在2025年和2027年還將分別推出EyeQ 6H和EyeQ 7H。其中EyeQ 7H將首次採用5nm工藝節點,最高功耗60W。
寫在最後:自動駕駛近在咫尺
Mobileye在芯片、視覺計算、REM、RSS、ECU、DXP以及傳感器上構建出了一套完整的自動駕駛機制,並遵循高可靠性的原則不斷提升軟件與硬件性能,讓車輛往完全的自動駕駛功能不斷升級。
而在技術的不斷升級中,也需要滿足OEM廠商需求,達成理想的合作模式。例如提供SDK,提供可調整駕駛策略的底層系統,幫助OEM廠商滿足當地市場和政策的要求,做到這一點是相當不容易的。
即便如此,Mobileye已經開始堅定的遵循ADAS、SuperVision、Chauffeur到Drive的節奏開始在軟件、硬件上不斷髮力,最終完成推進整套自動駕駛系統體系發展。而根據EyeQ 6H和EyeQ 7H的發佈節奏來看,具備部分區域內完全自動駕駛的車型,確實離我們已經不遠了。