自動(dòng)泊車的傳感器江湖,融合方案的精度調(diào)校

2018年底，縱目科技將會(huì)完成第一個(gè)視覺(jué)與超聲波融合的自動(dòng)泊車方案的前裝SOP，2020年其自主泊車方案也將會(huì)正式量產(chǎn)。對(duì)于國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商而言，這無(wú)疑是一個(gè)振奮人心的消息，但，要做到這一點(diǎn)，談何容易？

縱目科技成立于2013年，早期專注于視覺(jué)算法的開(kāi)發(fā)。

在2015年年底，公司相繼完成了A輪融資以及第一款環(huán)視產(chǎn)品的量產(chǎn)；2016年在北京成立了自動(dòng)駕駛研發(fā)中心，專注于低速自動(dòng)駕駛方向。

2017年2月完成了一億人民幣的B輪融資；11月發(fā)布了針對(duì)地下停車場(chǎng)的自主泊車功能；12月國(guó)內(nèi)第一臺(tái)搭載高清環(huán)視ADAS功能的車型正式下線，里面采用的就是縱目的控制器。

從一家360環(huán)視初創(chuàng)公司，到為主機(jī)廠供貨的Tier1，縱目只用了兩年，而從環(huán)視到自動(dòng)泊車前裝，縱目用了一年。這樣的成績(jī)是國(guó)內(nèi)很多做環(huán)視出身的公司，所可望而不可及的。這并不是危言聳聽(tīng)，因?yàn)闄M亙?cè)诙咧g的，不僅僅是前裝的門檻，還有跨越式的技術(shù)代溝。

初創(chuàng)公司如何完成技術(shù)的三級(jí)跳，以及迅速進(jìn)入主機(jī)廠的供應(yīng)商名單？《高工智能汽車》就此采訪了縱目科技的自動(dòng)駕駛負(fù)責(zé)人王凡，專門就一些行業(yè)痛點(diǎn)進(jìn)行了交流，相信會(huì)給初創(chuàng)公司帶來(lái)一些啟迪。

王凡，1993年保送進(jìn)入西北工業(yè)大學(xué)本碩連讀，計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能專業(yè)。曾在Zoran與CSR公司擔(dān)任高級(jí)研發(fā)經(jīng)理，負(fù)責(zé)家庭娛樂(lè)產(chǎn)品研發(fā)。

2016年加入縱目科技，擔(dān)任自動(dòng)駕駛技術(shù)總監(jiān)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)低速Level4自動(dòng)駕駛方案，并在2017年11月成功發(fā)布面向大規(guī)模量產(chǎn)的自主泊車方案。目前擔(dān)任縱目科技智能交通事業(yè)部總經(jīng)理，擅長(zhǎng)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程。

自動(dòng)泊車的傳感器江湖

基于超聲波雷達(dá)自動(dòng)泊車技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)多年，在一些進(jìn)口品牌車型中也少量搭載過(guò)，但一直沒(méi)有風(fēng)靡。

王凡表示，超聲波雷達(dá)本身有一定的局限性，比如精度較低、只能檢測(cè)出大致的輪廓，無(wú)法獲得更精準(zhǔn)的信息。體驗(yàn)不佳，或是其沒(méi)有大規(guī)模普及的原因。

超聲波識(shí)別車位，是通過(guò)不斷發(fā)射接收超聲波信號(hào)，配合汽車動(dòng)態(tài)的移動(dòng)，探測(cè)出車位，然后進(jìn)行路徑規(guī)劃，完成自動(dòng)泊車的動(dòng)作。根據(jù)超聲波傳感器的特性，本身就有很多的場(chǎng)景無(wú)法覆蓋，比如斜向停車位，以及有車位線而四周沒(méi)有汽車的停車位。

如何解決這些問(wèn)題呢？王凡表示，解決的方法很多，但一定要具備性價(jià)比。而攝像頭作為一個(gè)成熟的傳感器，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

攝像頭可以解決了識(shí)別車位線、障礙物的問(wèn)題。目前通過(guò)攝像頭實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)泊車方案，大部分是通過(guò)識(shí)別車位線完成的。如果沒(méi)有車位線，或者完全沒(méi)有光線，視覺(jué)的方案也會(huì)失效。

毫米波雷達(dá)也不是一個(gè)新鮮事物，以前的窄帶毫米波雷達(dá)分辨率有限，只能提供報(bào)警類的ADAS功能，而79GHz寬帶高分辨率雷達(dá)則可以提供更稠密的空間信息。

而談到寬帶毫米波雷達(dá)構(gòu)建汽車輪廓，不由得想到了激光雷達(dá)，激光雷達(dá)的特點(diǎn)，就是生成環(huán)境的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

但王凡表示，純粹因?yàn)樽詣?dòng)泊車功能而裝配激光雷達(dá)，未免有些大材小用，加之激光雷達(dá)價(jià)格高昂，這種理論上可行的做法并不適用于實(shí)際應(yīng)用中追求性價(jià)比的價(jià)值觀?？煽?、穩(wěn)定、價(jià)格低是商業(yè)化產(chǎn)品需要具備的因素。

而且，如果以傳統(tǒng)自動(dòng)駕駛公司的做法：將激光雷達(dá)安放于車頂，那么它在車身近處會(huì)有盲區(qū)，這與自動(dòng)泊車的使用場(chǎng)景相矛盾。而將激光雷達(dá)裝于車身周圍，則可以很好的解決盲區(qū)問(wèn)題。但這會(huì)引出另外一個(gè)問(wèn)題，需要多個(gè)激光雷達(dá)導(dǎo)致成本增加。

融合方案的精度調(diào)校

攝像頭、超聲波和毫米波雷達(dá)三種傳感器，每一種都有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，有各自的適用場(chǎng)景。最好的辦法是通過(guò)傳感器融合的方法來(lái)提高系統(tǒng)的魯棒性，和對(duì)于不同環(huán)境的適用性。

早期的融合自動(dòng)泊車方案，核心控制器與各個(gè)傳感器是獨(dú)立開(kāi)發(fā)的，整個(gè)系統(tǒng)不是top-down設(shè)計(jì)的，各個(gè)傳感器之間的標(biāo)定以及時(shí)鐘誤差較大，在此基礎(chǔ)上的融合算法很難達(dá)到很高的精度。

而為了達(dá)到更好的性能，則需要一個(gè)緊耦合的系統(tǒng)，完成不同傳感器數(shù)據(jù)的同步與配準(zhǔn)，然后通過(guò)融合算法實(shí)現(xiàn)更高的精度。

要做到這一點(diǎn)，需要方案商擁有自上而下整體的設(shè)計(jì)、研發(fā)能力。

目前縱目科技做的攝像頭+超聲波的方案，就是在一套系統(tǒng)中完成。除了超聲波探頭以外，其它的硬件全部來(lái)自于自產(chǎn)，這種方式可以獲得傳感器更多的信息，更好的服務(wù)自動(dòng)泊車系統(tǒng)的調(diào)教。

車身控制的挑戰(zhàn)

當(dāng)前很多車型設(shè)計(jì)不足，執(zhí)行器和傳感器的精度不夠，比如速度反饋在低速情況下誤差較大，在1Km/h以下的時(shí)候，速度反饋會(huì)經(jīng)常為0；加速度指令的分辨率很低，有時(shí)偏大，有時(shí)偏小。

王凡表示，執(zhí)行系統(tǒng)的分辨率不夠高，在高速環(huán)境下影響不大，但在低速場(chǎng)景下則很難達(dá)到要求。這可以通過(guò)兩方面來(lái)提升，一方面是提升執(zhí)行器本身的性能，另外一方面是采用更復(fù)雜的車身控制算法。

在低速場(chǎng)景下國(guó)內(nèi)外執(zhí)行器的性能、精準(zhǔn)度是存在一定差別的，但這種差別也可以通過(guò)軟調(diào)教來(lái)彌補(bǔ)。

對(duì)于自動(dòng)泊車公司而言，需要在算法上同執(zhí)行器進(jìn)行嚴(yán)密的配合，調(diào)教，而在這一點(diǎn)上，國(guó)外Tier1的配合度以及開(kāi)放度并不夠，尤其是在面對(duì)一些中小型企業(yè)時(shí)，而國(guó)內(nèi)企業(yè)則還處在爬升階段，配合度和積極性都比較高。這種情況下，雙方之間的差距可以被彌補(bǔ)。

國(guó)內(nèi)的供應(yīng)商在轉(zhuǎn)向領(lǐng)域有一定的滲透率，但在ESP層面還有提升的空間。目前國(guó)內(nèi)第一梯隊(duì)的汽車OEM，還是很難下定決心使用國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商的ESP。

量產(chǎn)自主泊車方案

自動(dòng)泊車的下一步，便是自主泊車，縱目科技目前已經(jīng)推出了第一代的自主泊車方案，正在研發(fā)第二代產(chǎn)品。自主泊車和自動(dòng)泊車差異較大，一個(gè)是L2的，一個(gè)是L4的。二者之間的差別巨大，縱目對(duì)自主泊車的定義，是汽車在整個(gè)停車場(chǎng)或園區(qū)內(nèi)的完全無(wú)人駕駛。

縱目科技目前L4級(jí)別的自主泊車方案，使用了超聲波、攝像頭、毫米波雷達(dá)的傳感器，并沒(méi)有使用激光雷達(dá)。原因一方面是有價(jià)格的因素，另一方面激光雷達(dá)無(wú)論是多線束的機(jī)械式還是固態(tài)的，都沒(méi)有經(jīng)過(guò)市場(chǎng)大規(guī)模量產(chǎn)驗(yàn)證。因此，目標(biāo)是前裝的縱目，并不愿意盲目嘗鮮。

在計(jì)算平臺(tái)上，縱目科技也選擇了高通的820A計(jì)算平臺(tái)，看重的主要是其在消費(fèi)電子領(lǐng)域大規(guī)模量產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，以及收購(gòu)NXP后在汽車領(lǐng)域的專業(yè)性。

選擇高通的平臺(tái)，不僅在質(zhì)量上有保證，同時(shí)在價(jià)格、產(chǎn)品后期以及算力和車規(guī)應(yīng)用、維護(hù)方面，都占有一定的優(yōu)勢(shì)。但在820A上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，也是有一定的難度，團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了數(shù)月的調(diào)試和摸索。

縱目的方案更強(qiáng)調(diào)終端的智能，而不是依靠類似于博世展示的自主泊車方案，通過(guò)改造停車場(chǎng)后的V2X信息。

汽車是一個(gè)安全品，其功能安全永遠(yuǎn)是放在首位的，其次才是其他的體驗(yàn)。功能安全是ISO26262中所定義的，劃分A、B、C、D四個(gè)等級(jí)，其中D級(jí)是最高等級(jí)。

以高速行駛為例，其容錯(cuò)率是10-9，這意味著汽車在行駛10億個(gè)小時(shí)中才能出現(xiàn)一次失效。而在實(shí)際研發(fā)中，不可能進(jìn)行如此大量的測(cè)試。為此，相應(yīng)的安全設(shè)計(jì)，必須運(yùn)用一整套方法論。

王凡認(rèn)為，在L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛應(yīng)用中，自主泊車是能夠最快落地量產(chǎn)的。因?yàn)閺墓δ馨踩嵌瓤矗退偾闆r下更容易控制，自主泊車的安全目標(biāo)會(huì)相對(duì)較低。另外自主泊車也擁有著廣闊的市場(chǎng)，前景足夠大。

自主泊車的落地商業(yè)模式，有兩種，一是通過(guò)OEM車廠的渠道，將功能匹配，最后在4S店進(jìn)行銷售，面對(duì)的是C端用戶；另一種是共享出行，跟運(yùn)營(yíng)商合作。

王凡表示，縱目的L2自動(dòng)泊車方案和L4自主泊車方案是在同一個(gè)技術(shù)架構(gòu)下開(kāi)發(fā)的，在設(shè)計(jì)之初就是依照L4級(jí)別的框架而行，因此其自動(dòng)泊車有更好的擴(kuò)展性。

而公司目前的自動(dòng)泊車量產(chǎn)項(xiàng)目，會(huì)涉及大量的產(chǎn)品化，場(chǎng)景化測(cè)試的問(wèn)題，解決這些問(wèn)題可以為公司積累更多量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為2020年量產(chǎn)自主泊車方案提供借鑒。

后記

縱目科技目前有200多人，包括三個(gè)研發(fā)中心，兩個(gè)制造中心，一個(gè)質(zhì)量中心。研發(fā)端有100多人，負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛的有60人左右。從2013年草創(chuàng)至今，公司經(jīng)歷了所有創(chuàng)業(yè)公司都會(huì)經(jīng)歷的磨難。王凡透露，雖然是中途加入，但縱目的公司文化，讓其沒(méi)有感覺(jué)到絲毫的疏離。

初創(chuàng)公司的存活率，業(yè)內(nèi)稱九死一生。每一個(gè)初創(chuàng)科技公司的成長(zhǎng)，都會(huì)經(jīng)歷融資，人員規(guī)模擴(kuò)大，規(guī)模量產(chǎn)，產(chǎn)品銷售，技術(shù)升級(jí)等各個(gè)檻兒，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)篩選掉大量公司，最后存活下來(lái)的屈指可數(shù)。而公司的成敗，也遵循基本著一些固定的規(guī)律，用一句通俗的話來(lái)形容：幸福的家庭大致類似，不幸的家庭卻各有各的不幸。

國(guó)內(nèi)原來(lái)有很多的環(huán)視公司，但能從環(huán)視走到ADAS、自動(dòng)泊車的并不多。因?yàn)閺募夹g(shù)上，這是一個(gè)不斷上升、躍遷的過(guò)程，公司如果想要發(fā)展，必須引入新鮮的血液，以及在公司文化上也要能夠接納新勢(shì)力。如果在執(zhí)行上沒(méi)辦法做到合一，那么原來(lái)的環(huán)視公司就還只能繼續(xù)走老路。

縱目科技的團(tuán)隊(duì)，有來(lái)自主機(jī)廠、互聯(lián)網(wǎng)公司以及傳統(tǒng)汽車電子行業(yè)的人士，要想和而不同，需要統(tǒng)一的思想，正向的能量，一致的價(jià)值觀。

作為一家科技型公司，不僅需要擁有強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力，同時(shí)也要有極強(qiáng)的產(chǎn)品化能力，生產(chǎn)制造能力。而在技術(shù)的演進(jìn)上，需要設(shè)立較高的目標(biāo)，唯此，才能使得產(chǎn)品有更好的延展性，公司的未來(lái)也不至于狹窄。

正所謂，起點(diǎn)不夠高，跳的再高也夠不著天花板。

回首往昔，展望未來(lái)，縱目科技經(jīng)歷了環(huán)視、環(huán)視ADAS、環(huán)視自動(dòng)泊車、自主泊車、自動(dòng)駕駛，公司還將會(huì)一直扎根環(huán)視，追求專業(yè)領(lǐng)域的技能極致，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)各種其他功能，不妄求技術(shù)的多樣化。