回望蔚來ES8發布伊始,2017年12月18日是個值得記住的日子。蔚來讓全世界看到科技含量最高的Mobileye EyeQ4列裝在了一臺中國制造的智能電動車上,同時讓世界看到的,還有蔚來的NIO Pilot自動輔助駕駛系統。
遺憾的是,因為種種原因,蔚來的NIO Pilot自動輔助駕駛系統在今天之前僅僅對用戶開放了非常基礎的主被動安全輔助功能,這也讓很多人開始質疑蔚來在自動輔助駕駛領域的能力。直至今日,曾經備受質疑的NIO Pilot系統終于有了令人振奮的消息。
本次,NIO Pilot系統在原有的輔助功能上新增了包括高速自動輔助駕駛及擁堵輔助駕駛在內Pilot自動輔助駕駛功能、ALC轉向燈控制變道功能、LKA道路自動保持功能、CAT-F前側來車預警功能、TSR道路標識識別功能以及APA自動泊車輔助功能。
相對早期功能較為基礎的NIO Pilot系統,本次OTA升級之后的功能將進一步提升其自動輔助駕駛系統的級別。同時,進化之后的NIO Pilot系統能夠在更多更豐富的使用場景中提供不同程度的自動輔助功能。
百聞不如一見:什么是NIO Pilot
NIO Pilot并不是嚴格意義上的自動駕駛,它目前的全稱叫做NIO Pilot自動輔助駕駛系統。蔚來用一張圖告訴我們今天的NIO Pilot都解禁了哪些功能,除了一些常見的輔助駕駛功能外,自動輔助駕駛(Pilot)以及轉向燈控制變道(ALC)的加持是NIO Pilot駕駛輔助系統的核心精華。
如果按照今天美國SAE協會比較時髦的分類方式,NIO Pilot屬于L2級別的自動駕駛系統。L2與L3級別的差別在于前者屬于部分自動駕駛功能,車輛可以接管方向盤和加減速等多項操作功能,駕駛員仍需負責除此之外的駕駛動作,同時需要駕駛員保持注意力隨時接管車輛狀態,而后者則屬于條件下自動駕駛功能。也就是說,L3級自動駕駛在特定條件下,可以由車輛完成絕大部分操作功能,駕駛員只需保持注意力隨時接管車輛狀態即可。無論L2還是L3,駕駛員都需要保持注意力以便隨時接管車輛狀態,但其本質區別在于到底由誰來對車輛周邊情況進行實時且有效的監控。
很顯然,L2到L3之間的過渡屬于本質上的硬件配置范疇。具備NIO Pilot自動輔助駕駛功能的蔚來車型全部配備了三目前向攝像頭、4個環視攝像頭、5個毫米波雷達、12個超聲波傳感器以及1個駕駛狀態檢測攝像頭,在傳感器配置上NIO與特斯拉處在同一水平線上。剩下的,就要靠強大的芯片數據算法及分析來解決了。
自動駕駛是一門高深的技術。想實現自動駕駛,必須要通過非常繁瑣、復雜且大量的計算才能完成。因此,智能芯片對于數據的算法及算力是否高級、有效,是除上述那些硬件問題外,最為核心的關鍵因素。
NIO Pilot全球首裝了Mobileye EyeQ4自動駕駛芯片,這是一塊世界范圍內科技含量首屈一指的先進自動駕駛芯片。正是基于這塊芯片,NIO Pilot才具備向更高級別駕駛模式進化的可能。
但時至今日,即便是特斯拉的“AP”系統也沒能達到所謂的L3級自動駕駛水平。除了海外版奧迪A8那個誰也沒看到“療效”的L3級別駕駛系統外,蔚來的NIO Pilot與特斯拉的AutoPilot基本上就可以算是量產車中最先進的自動輔助駕駛技術了。
蔚來自動駕駛部門副總Jamie先生是一位很務實的人,他表示:L2與L3級別自動駕駛在今天的道路上關系非常微妙,他本人并不準備將研發團隊的主要精力放在L3級別的自動駕駛中,而是集中所有力量及資金,主攻在未來能夠大放光彩的L4級別自動駕駛功能,并致力于2022年將該成果落地。
自主正向研發:NIO Pilot VS AutoPilot
到目前為止,蔚來是繼特斯拉之后唯一一家采用自主正向研發自動駕駛技術的汽車品牌。不要妄想今天的NIO Pilot系統能夠真的干掉Autopilot,因為特斯拉在AI智能汽車領域的造詣是無法被人忽視的,同時也是令人尊敬的。蔚來之所以選擇與特斯拉一樣自主研發這些技術,原因之一當然是為了將核心技術及主導權掌握在自己手中,另一部分原因則是正向研發對于自身品牌、技術、數據的積累、成長起著決定性因素,也是能否深耕該領域的核心要素。
除了上面我們說的自動輔助駕駛以及轉向燈控制變道兩項核心技術精華外,NIO Pilot本次還釋放了4項關鍵功能:道路自動保持、前側來車預警、道路識別標志以及自動泊車輔助系統。我們沒必要一一贅述上述功能都是干嘛的,因為名字寫的非常清楚。但我們必須要弄明白NIO Pilot是基于什么東西實現上述功能的,因為這對于我們理解今天的智能輔助駕駛系統以及未來的自動駕駛來說至關重要。
我們之前說過NIO Pilot為了實現自動輔助駕駛離不開硬件設備的加持,而三目前向攝像頭即是其中無法或缺的硬件之一。所謂三目意為3個向前看的實景攝像頭,三者之間分工明確。其一為視角52°的攝像頭,它的作用是對車前方一般性道路情況進行監測;之二為視角28°的攝像頭,它的作用是對200米內的遠距離目標進行監測,這其中就包括紅綠燈、道路交通指示牌、200米內的道路、交通環境變化等等;之三則是150°廣角攝像頭,它負責對車頭周圍150度范圍內的短距離情況進行監測,應對情況之一就是周邊車輛強行插隊或者逼近等狀況。像道路標識識別、遠近光自動控制、車道偏離預警、道路自動保持、自動緊急制動以及前向碰撞預警等功能都有賴于三目前向攝像頭功能來實現。
此外,NIO Pilot還配備了5個毫米波雷達,分別位于車頭正前方以及車身四個角落。毫米波雷達通過高頻率發射毫米波并接收回波,實現對150°及150米范圍內的所有目標進行照射、探測,由此獲得目標至發射點的距離、距離變化率、高度以及方位等信息。毫米波雷達并不傻,它會鉆過一切縫隙保持向前傳播直至150米范圍,因此它會鉆過車底盤等一切犄角旮旯的縫隙并完成對范圍內目標的照射。像車道變換預警、車輛盲點監控、側方開門預警、前后側來車預警等功能,都要基于毫米波雷達來實現。
剩下的就是4個環視攝像頭及12個超聲波傳感器了。4個攝像頭不用說了,實現360°實景影像就是它的功勞。而超聲波傳感器的探測距離只有5.5米,但優勢是對于靜止的物體照射、定位更加準確,因此像窄路輔助及自動泊車輔助系統則要仰仗于它的功勞。
在硬件傳感器方面,NIO Pilot相比特斯拉的Autopilot還是有區別的。除了三目前向攝像頭大家都有外,特斯拉用5個探測級別的側向攝像頭代替了NIO Pilot的4個側向毫米波雷達。從技術角度上分析,高清攝像頭和毫米波雷達各有優劣。高清攝像頭可以清楚的對周邊情況進行影像級別的具化,對于周邊情況芯片可以更好的掌握并計算。而毫米波雷達通過對周邊情況照射,對于周邊情況僅僅是能通過像素的形式進行形狀的映射。
但有優也會劣。高清攝像頭因為是通過畫面來辨別周遭情況,因此對于攝像頭是否污濁、天氣情況是否惡劣等因素十分敏感。而毫米波雷達雖然也會被天氣情況而左右效果,但相比側向攝像頭而言,適應性還是更高一些的。當然,這其中還有更高級、同時成本也更高的激光雷達,但無論是Autopilot還是NIO Pilot,目前都沒有配裝這個東西,所以關于這些硬件設備以及激光雷達,未來我們會單獨進行技術解析。
在開啟Pilot操作方面,NIO Pilot相比Autopilot要更加友好、便捷且邏輯清晰。通過方向盤上左邊的功能按鍵,我們可以清楚的看到Pilot的開啟按鈕,只需按一下即可實現開啟與退出功能。相比Autopilot連續撥兩下拉桿的操作而言,特斯拉的操作更有質感,而蔚來的操作則更簡單明了。
無論是NIO Pilot還是Autopilot,開啟高級自動輔助駕駛都需要滿足條件。除了前方有無目標車輛及相應速度的要求外,硬件傳感器是否清晰無故障、駕駛員是否系好安全帶及制動踏板狀態等因素都是直接影響Pilot功能是否具備開啟條件的關鍵因素。但除了上述開啟條件大家差不多外,NIO Pilot與Autopilot的開啟邏輯是不一樣的。NIO Pilot會自動監測當前路況條件是否具備隨時啟動Pilot的條件,如果不具備,那么儀表左下方ADAS區域中的Pilot標識會呈現灰色狀態,如果具備開啟條件,那么ADAS區域里的圖標會呈白色待命狀態,此時只需按一下方向盤上的功能鍵即可進入Pilot模式。
而Autopilot則不是。這家伙需要接到開啟Pilot的請求后再去檢查道路情況是否符合條件,如果符合那就開啟,如果不符合他就拒絕開啟,所以它不會像NIO Pilot那樣事先把一切都準備好只待駕駛員一鍵進入Pilot模式,更不具備當Pilot系統退出后一鍵重新激活的功能。同時,當類似于進出匝道、手動變道等操作后,系統會在認定可以開啟NIO Pilot的情況下繼續按照之前的設定工作,這就減少了司機反復關閉、接管、再打開Pilot系統的累贅。
NIO Pilot的高速、擁堵自動輔助駕駛都是融合了ACC自適應巡航以及探測傳感器功能而來,最終交由芯片來完成算法并執行。開啟自動輔助駕駛除了要滿足Pilot的環境要求外,還需滿足15-130km/h(前方無目標車輛)或0-130km/h(前方有目標車輛)的速度要求。在實際體驗中,高速自動輔助駕駛的感覺更好,因為道路環境相對封閉、單一,所以Pilot系統能夠很大程度解放駕駛員的操作。無論前方有無目標車輛,在道路自動保持系統的加持下,車輛都能從始而終的保持在車道內安全的自動前行,且NIO Pilot可以處理絕大多數情況。但NIO Pilot不允許駕駛員的手離開方向盤,如果超過20秒,系統則會第一次進行警告,如系統仍未檢測到駕駛員手握方向盤,系統則會在第二次警告后強制退出Pilot自動輔助駕駛模式。
需要注意的是,NIO Pilot并不擅長在高速盤橋這種情況下控制車輛。雖然車道保持系統會根據車道線盡量控制行駛軌跡,但因為三目前向攝像頭無法有效組合進行環境監測與測算,因此在算法上對于圓弧曲率的測算會出現偏差。當然,如果三目攝像頭能夠在盤橋或者轉彎過程中有效監測到前車運動軌跡及速率,那么Pilot系統還是可以完成對車速和大曲率彎道的控制的。
這點不能賴NIO Pilot,因為這更多的應該是高精地圖該干的事。通過高精地圖,NIO Pilot系統應該很早就知道這個彎道的弧度有多大、落差有多高,只有這樣算法才能先一步計算出為了通過這個圓弧曲率,系統需要將車速保持在多少等等關鍵信息。即便是今天特斯拉的Autopilot系統,也無法做到進出匝道時100%完全沒有問題,所以在某種程度上講,NIO Pilot在這種場景下遇到的問題,特斯拉目前也無法有效的解決。
擁堵自動駕駛輔助系統則需要駕駛員盡可能長時間的去適應。這個模式下的Pilot總體來說沒有什么邏輯上的破綻和不足,之所以說要去適應的意思是要去領悟在擁堵模式下系統的邊界在哪里。對于國內一些極其復雜且不規則的車道線,系統是無法有效識別的。比如車道線2變3、3變2這種不規則的劃線方式,硬件傳感器就沒辦法很好的去理解,尤其那種直行車道線帶左轉待轉虛線的情況,系統就會判定車道線拐彎了,此時駕駛員就需要人為修正行駛方向。還有像中國特色的魚鱗線、網格線、虛線+內實線等等……我們在與隨車工程師交流中,他們表示這部分算法未來會加入到芯片算法中去,但是中國的道路劃線實在過于復雜、不規則,所以目前還是需要人為控制或是適應NP的系統邊界。
在整個NIO Pilot系統中,我個人最滿意的還是轉向燈控制變道系統。首先是因為NIO Pilot是繼特斯拉Autopilot之外唯一一個可以做到這個功能的系統,其次是這項功能的實際體驗確實非常不錯。在激活Pilot功能后,轉向燈控制變道需要在時速50km/h以上才能啟動,駕駛員只需撥動轉向燈即可由NIO Pilot檢測與完成變道。
今天的NIO Pilot在功能和算法上距離Autopilot還是有一些差距的,但二者發展的方向和努力目標是一致的。Autopilot或許更加激進,但NIO Pilot在安全、合理性方面的探索則更加執著。不存在誰對誰錯,只能說特斯拉與蔚來奔馳在同一條大道之上,只是有前有后而已。
相輔相成:NIO OS 2.0與NIO Pliot
在迎來NIO Pilot同時,我們還迎來了NIO OS 2.0。相比于1.0版本,2.0版本可以淺顯的理解為在UI和OS方面進行了全面提升,這種革新從大版本號上的完全迭代就可以窺得一二。
很遺憾,我僅僅是短暫體驗過早期的OS 1.0版本,因此,用戶的切實痛點我體會起來還有些困難。但是據NIO OS主設計師說,1.0版本無論是在UI設計還是UX用戶交互方面大量被實際用戶所詬病,例如UI界面單一、太過于扁平化、菜單層級過深、功能界面操作復雜等等……而這些問題,在NIO OS 2.0版本上全部得到了解決。
首先是UI界面問題。新版本摒棄了1.0時代的三屏設計,回歸為一個主頁面邏輯。并且所有的根目錄以及功能選項都被合理的重新劃分,而這次劃分邏輯不再是工程師邏輯,而是切切實實的根據用戶需求和使用習慣來進行分類。曾經1.0版本功能設置入口過于分散、不便尋找等問題,在2.0版本中基本得以解決。
而整個交互頁面在細節設計及視覺側重方面也進行了重建與優化。首當其沖是方向盤功能按鍵對控制菜單的邏輯簡化,2.0版本只需要點擊左下角的菜單按鍵就可以按順序切換儀表上的相關信息,而無需再像老版本那樣通過復雜的組合鍵才能在復雜的多級菜單中找到相關的信息。
目前OS 2.0版本迭代的功能中,屏幕多手勢控制及快捷控制中心邏輯是被多次提到的亮點。首先,無論在任何功能頁面或APP應用下,通過五指動作即可返回主頁面。當需要關閉已經打開的應用時,只需在APP區域內單指下滑一段距離,即可直接返回到主頁面。同時,在地圖主頁面,2.0版本可以支持支持直接單指拖拽地圖,以及多指縮放地圖的操作。
無論在哪級頁面,只需從中控屏的左邊緣向右滑即可進入快捷控制中心,在這里相比1.0系統增加了一個“常用功能設置”。大家可以根據自己的需要,自行添加/刪除快捷中心里的功能項。同時,你還可以根據你的操作習慣,把這些功能項調整到最順手的位置。據我們詢問工程師,目前可開放的自定義功能僅有看到的這么多,更多功能還在開發和測試中,但整個頁面已經為日后更多自定義功能預留了位置,在以后的OTA升級中,主機廠會逐步開放這些功能。
儀表區域是OS 2.0版本中變化比較大的部分。設計師對儀表顯示區域進行了重新梳理與設計。現在,車速、ADAS狀態提示等駕駛狀態信息置于儀表左側,而儀表右側則顯示里程、功率、能耗等輔助信息及娛樂信息。儀表中央位置將用于展示導航轉彎、告警提示等需要立即查看的高優先級信息,以及作為ADAS相關功能的主功能區。
此外,針對NIO Pilot系統更多功能的釋放,NIO OS 2.0系統優化了行駛重要信息的視覺效果,并且在HUD顯示內容中也增加了擋位信息及自動駐車狀態等提示。
總結:無論是NIO Pilot更多核心功能的開放還是NIO OS 2.0系統的成功迭代,對于蔚來的用戶來說無疑都是極大的利好消息。但在興奮之余,我們應該去更多的了解一下蔚來對于自身產品所付出的努力。300+人數的自動駕駛開發團隊;200+人數的OS系統開發團隊,這些數字背后的不斷努力讓蔚來成功躋身AI智能汽車技術的頂級行列。
更難能可貴的是,我們今天看到的NIO Pilot、NIO OS 2.0都不是所謂的“供應商提供”,而是實打實的蔚來團隊正向自主研發。像這樣能夠將核心技術、核心話語權牢牢掌握在中方手中的情況,在國內汽車行業中實屬罕見,更何況蔚來所處的行業還是競爭更加激烈的智能高端電動車領域。或許我們的傳統汽車制造業永遠無法超越像奔馳、大眾、豐田那樣的傳統巨頭,但在未來的高科技智能電動車甚至是真正的無人駕駛汽車方面,我相信以蔚來為首的自主品牌一定能夠實現在技術層面上的彎道超車。
來源:第一電動網
作者:趙嵐坤
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