2022 年,在智能汽车领域,几乎无人不谈「行泊一体」。
「行车和泊车共用同一个域控制器,实现传感器深度复用、计算资源共享,在提高用户智驾体验的同时,也帮助主机厂降本增效,大大提高了后者的开发效率……」这差不多是做「行泊一体」自动驾驶企业的惯用话术。
然而在实际中,该类型方案的表现却一言难尽,差别巨大。大部分所谓的行泊一体只是将硬件并到一个「盒子」里,功能并没有发生改变,用户体验也没有得到明显提升。
面对成效上的千差万别,甚至让人怀疑不同公司所说的「行泊一体」是否指的是同一件事情。
因此,一些行业人士根据长期的思考和实践提出了行泊一体的不同形态,以 1.0、2.0 甚至是 3.0 来区分不同方案在本质上的巨大差异,阐述各家的行泊一体为什么在功能、体验、硬件、成本等方面相去甚远。
在这方面,量产自动驾驶方面的领先企业或许最具话语权。
近日,汽车之心在国内首个单 TDA4VM 行泊一体项目的开发交付现场,与 Nullmax 纽劢创始人兼 CEO 徐雷进行了深入的交流,梳理了当前行泊一体的量产进展。
这位硅谷职业背景的创业者,有着技术控们一贯的严谨,他把「行泊一体」分为 4 种形态,其中最高阶的 4.0 形态表现为一体化域控制器、单 SOC 系统,以及芯片、传感器持续深度复用,且 NOA 功能不受限制。
目前,Nullmax 是业内少数能提供行泊一体 4.0 方案的公司,其开发了覆盖不同算力的平台化行泊一体解决方案 MaxDrive,并将率先在 TDA4VM 芯片上完成一系列的量产交付。
01、从 1.0-4.0,鱼龙混杂的行泊一体
市面上现在大部分车型采用的仍然是分离式域控制器,即行车域控和泊车域控相分离,行车功能只能调用行车的芯片和传感器,比如前视相机、毫米波雷达,而泊车功能也只能调用泊车的芯片和传感器,比如鱼眼相机、超声波雷达。
这意味着,当一套系统运转时,另一套的硬件就会闲置。
这一情况,被徐雷称之为行泊一体 1.0 形态,不仅电子控制单元(ECU)数量最多,成本也十分高昂。
当中行泊一体的内涵,只是行车、泊车两套功能同时存在于一辆车上。
而 2.0 形态正是前文提到的将两块负责不同功能的 SoC(行车 SoC 泊车 SoC),「貌合神离」地集成在同一个域控制器上,典型如「1 颗 EyeQ4 1 颗 TDA4」或类似的双芯片组合方案,确实减少了一个域控制器,使硬件成本降低约 30%,但属于伪行泊一体架构,计算资源没有得到真正共享,容易出现通讯延迟,不利于数据的融合处理,汽车智驾性能没有提高。
行泊一体 3.0 形态更进一步,在减少域控制器的基础上,再减少一块芯片,直接上单 SoC 系统,使硬件成本降低 50%,但此时又容易出现一个新问题:
传感器无法深度复用,功能局限于基础的 ADAS。
也就是说,3.0 形态仍然只能开启部分传感器,仍有一部分传感器处于分时闲置的状态,因此在同样传感器下,其实还有更大的性能空间可以挖掘。
背后的原因在于有些自动驾驶公司,无法做到在一块算力有限的 SoC 上,处理行车和泊车过程中大量传感器同时输入的海量数据。
「这就导致在行车过程中只打开了前摄像头等传感器,泊车过程中也只使用例如鱼眼摄像头进行感知,行、泊在物理上看似一体,在功能上仍然是分离。」
真正的行泊一体不仅能省去部分重叠的硬件,节省成本,还能实现更高的性能。
徐雷介绍,在路上行驶时,行车系统应该调用鱼眼相机,提升车身周围 360°的近距离感知能力,在拥堵跟车、cut-in 等情况下提高行车表现。举个例子,鱼眼能够用来检测车旁行驶区域的变化,这样当大卡车经过时,系统可以提前做出横向避让。
而在停车场内行驶时,系统也可以直接调用前视摄像头,提升车辆前向的感知能力,识别路上的障碍物,提高泊车过程中的行进速度,「比如达到 10 公里每小时以上。」
这些功能如果能在单 SoC 上做到,才能算达到了行泊一体 4.0 形态。
当中的挑战之大不言而喻,既要求自动驾驶企业深入了解自动驾驶的全流程,能够构建高效高性能的整体架构,还要具备强大的软件算法技术,尤其是工程化能力,完成整套方案的实际开发和落地。
这也就意味着,4.0 形态的行泊一体实际上少之又少。
从交付进展上来看,能够像 Nullmax 一样完成全自研行泊一体方案落地的企业也确实是凤毛麟角。
徐雷创业前曾供职于特斯拉,领导搭建了部署于 Autopilot 2.0 系统中 TeslaVision 的深度学习网络,与另一位创始人宋新雨在软件、硬件两方面共同参与 Autopilot 2.0 系统的研发和落地。
因此 Nullmax 从一诞生初,就拥有了强大的软硬件基因。
举个例子,在自动驾驶 SoC 芯片上,通常集成了 CPU、AI 芯片(GPU/FPGA/ASIC)、深度学习加速单元(NPU)等多个模块,如何让感知、融合、规划、控制、地图、定位等功能与之匹配,在最适合的计算单元上运行,就是一个很具挑战的问题。
Nullmax 基于在异构平台丰富的开发经验,通过高效部署深度学习模型、分配不同任务,让各模块发挥出最佳性能。
多个异构计算资源可以并行地重叠处理,提高了资源利用率,吞吐率及加速比,也提高了系统数据处理的帧率。
此外,模块之间还需要考虑清楚信号和数据如何传输,模块或系统失效如何应对等一系列的具体问题。
「说白了就是整个架构之间应该怎么通讯、调度,以及同步。」为此,Nullmax 设计了高效的系统框架,能够让不同模块串联,实现最高效的协同、调度、融合。
可以说,行泊一体的实际量产难度,尤其是模块本身以及模块之间的工程化部署,在过去被远远低估。毕竟,以同级配置实现越级体验的行泊一体 4.0 方案,不可能是一夕而成。
02、软件平台化,Nullmax 进军百万装车量
以 Nullmax 单 TDA4VM 行泊一体方案为例,在仅有 8 TOPS 的 AI 算力下,能够提供领航辅助、高速代驾辅助、拥堵跟车辅助、记忆泊车等一系列的行车、泊车功能。
2021 年,该方案获得某知名主机厂项目定点,采用 2 颗前视摄像头、4 颗鱼眼摄像头、5 颗毫米波雷达、12 颗超声波雷达的传感器配置,部署至 TDA4 自动驾驶域控制器,不仅可以提供丰富、安全的功能体验,更能兼顾硬件的成本。
如今,Nullmax 单 TDA4VM 行泊一体方案即将完成最终交付,预计平台化搭载的车型最终可达数十万辆量产规模。
在此基础上,Nullmax 同样打造了基于双 TDA4VM 的标准版行泊一体,也是业内首个独家定点的双 TDA4VM 周视行泊一体量产方案。
在 16 TOPS 算力下,可以胜任多达前视、周视、环视等 11 颗相机组成的庞大视觉感知,并进行毫米波雷达、超声波雷达等传感器的感知融合,完成高速领航、拥堵跟车、自主泊车、记忆泊车等智驾功能所需的各项任务,在体验上进一步优化。
除了布局中低算力,Nullmax 还正在基于英伟达 Orin 芯片平台,量产大算力行泊一体智能驾驶解决方案。
该行泊一体项目是国内首个基于标准版 Orin 芯片平台落地,涵盖高速、城市和泊车的全场景量产应用,提供导航辅助驾驶、拥堵跟车、泊车辅助、常规 ADAS 等全部主流功能。
预计到 2023 年,该平台化项目的首款车型将上市交付,最终的量产总规模接近百万辆。
据了解,Nullmax 将完全自主知识产权的数据闭环工具链运用其中,助力打造自动化的闭环数据平台,支持更多创新功能的加入和自动驾驶功能 OTA 升级。
可以看到,Nullmax 能够基于德州仪器 TDA4、英伟达 Orin 等不同芯片平台推出差异化的行泊一体方案,实现不同层次的智驾体验。而且,很多的量产项目也是平台化项目,涉及多个车型。
「如果说在一个平台上做行泊一体称得上难,那么扩展到多个平台则是难上加难。」一位业内人士指出,不同平台之间的架构天差地别,很难将算法简单迁移复制。
也正是基于这个原因,不少自动驾驶企业要么花费大量的精力在不同平台之间做适配,效率低下且投入大,要么只专注做一个平台,延展性有限。