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小鵬P5城市NGP的背後難道只有“鐳射雷達”?

我記得在小時候看過一部名為《霹靂遊俠》的美劇,劇中那輛名叫「KITT」的龐蒂亞克火鳥能說話、能自動駕駛,與男主角一起懲惡揚善。這大概就是我對於「智慧駕駛」的第一印象,少年的我也期盼著如此科技場景有一天會變成現實。

小鵬P5城市NGP的背後難道只有“鐳射雷達”?

二十多年過去了,我沒能等來「KITT」,但現實世界卻出現了一輛比Ta還智慧的汽車——小鵬P5。隨著新車的上市,小鵬P5終於毫無保留地展現在我們面前,讓很多原本「停留」在配置表上的功能和特點浮出水面。

■ 幻想將現實照亮

近日,小鵬汽車的工程師釋出了一段影片,主要內容是對小鵬P5具備的城市NGP(Navigation Guided Pilot)智慧導航輔助駕駛所進行的開放道路測試。

小鵬P5城市NGP的背後難道只有“鐳射雷達”?

透過影片截圖,我們能夠清晰地看到車輛能夠自主駛入左轉車道,並在綠燈情況下順利完成左轉動作,整個過程沒有猶豫和遲鈍,一氣呵成。雖然影片時間很短,但也說明了小鵬P5已經具備了不錯的城市道路智慧導航輔助駕駛能力,這讓我們對這款主打舒適智慧的緊湊級純電轎車有了更高的期待。

要知道,對於駕駛輔助功能來說,城市道路比高速或城際快速路更復雜,技術應用的難度也就更高。那麼,小鵬P5又是透過哪些「黑科技」達到這個「段位」的呢?

小鵬P5城市NGP的背後難道只有“鐳射雷達”?

簡單來說,小鵬P5的「黑科技」由硬體+平臺兩部分組成。其中感知硬體多達33個,包括2個鐳射雷達、12個超聲波感測器、5個毫米波雷達、13個高感知攝像頭、1套高精定位單元,如此「堆料」的結果就是小鵬P5全車感知硬體位元斯拉Model 3多出了10個。另外,小鵬P5也是全球首款搭載鐳射雷達的量產車。

作為整套「黑科技」裡的「C位」,鐳射雷達必須多說幾句。相對於傳統的毫米波雷達,鐳射雷達具有解析度高、隱蔽性好、體積小及重量輕的優勢。而鐳射雷達的工作核心是「飛行時間(TOF)」,當雷達發射出的鐳射遇到物體時會折返,雷達內部接收器分析返回光束,從而對周邊環境進行精準還原。

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通俗來說,毫米波雷達雖能發現障礙物,但Ta就像個沒戴眼鏡的近視眼,只能看到模糊的輪廓;而高精度的鐳射雷達則能保證在短時間內將物體「看清」,並且快速分析出障礙究竟是什麼,從而幫助處於智慧駕駛輔助狀態的車輛更快更準地做出判斷。

具體說到小鵬P5,Ta的兩顆鐳射雷達來自大疆的Livox覽沃科技,單顆雷達橫向視角高達120度,左右兩顆雷達協同工作能提供150-180度的寬廣感知能力,掃描能力達到等效144線點雲密度。

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一般來說,鐳射雷達的點雲密度越大,越能提高對微小物體的探測能力。因為每一個點雲都具備空間座標資訊,透過多個點雲的協同工作,雷達不僅可以明確空間座標點,還可以精確地計算出他們的長度、高度、體積等資訊,自然也就擁有更強大的環境感知能力。

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▲ 鐳射雷達「眼中」的世界

俗話說「好馬配好鞍」,有了強大的感知硬體,小鵬P5的計算平臺同樣「世界級表現」。車輛搭載的英偉達Xavier平臺一直以「低功耗/高能效」聞名,一經推出就被廠家定義為「世界上最強大的SoC」。

英偉達Xavier平臺可以實時處理來自各種雷達、攝像頭和超聲波感測器的資料,算力達到了每秒30萬億次,且功耗僅為30W。正是由於足夠發達的「大腦」匹配強有力的「黑科技」,讓小鵬P5的城市NGP成為可能。

■ 屬於每一個人的「智慧駕駛」

不論何種形式的硬體、軟體以及系統,最終都要歸於體驗。小鵬P5這套強大的感知系統,最終目標同樣是為使用者帶來高品質的出行體驗。

早在2010年以前的量產汽車中,定速巡航功能已經開始普及,而短短數年之後ACC自適應巡航也已成為中高階車型的標準配置。時至今日,駕駛者已經難以滿足ACC功能在有限場景中解放雙手帶來的便利,畢竟這項曾經昂貴的配置,如今已經普遍出現在10萬級車型上面。

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傳統汽車的ACC功能是將車輛切換至「裸奔」狀態,車輛將僅對小部分運動物體(前方車輛)進行識別,而把這件事情放到城區,難度就呈幾何倍數增加了。

小鵬P5的NGP功能最強悍的地方在於,感知系統與高階的智慧駕駛輔助系統能構建出更完善的場景,即車輛能夠較深層次的識別到「場景」,包含車、人、物、建築等等。

在高速公路場景中,上一代NGP已經發揮出了相當讓人震驚的能力,小鵬P7已經為我們印證了車輛自主變道、超車、進出匝道是完全可行且安全的。來到城區內,雖然駕駛輔助系統面臨的考驗加劇,但P5仍有信心面對。

這份信心的來源,是P5的

「三重感知系統」

小鵬P5城市NGP的背後難道只有“鐳射雷達”?

事實上,構成「三重感知系統」的毫米波雷達、鐳射雷達、視覺感知系統是各有不足的,但當它們組合到一起,就形成了新的木桶效應:每一種硬體的短板被另兩種硬體拉長。

我們來簡單看看三種硬體的優缺點:

毫米波雷達:

探測距離較為理想,通常可達150m以上;但毫米波雷達的「致命」弱點是對靜止物體識別能力較低。

事實上,毫米波雷達完全具有識別靜止物體的能力,但當這種雷達應用在車輛、駕駛輔助系統中時,它不可以太過靈敏,否則樹木、路牌、電線杆等等物體會使得車輛頻繁觸發緊急制動。

鐳射雷達:

透過掃描形成點陣、構建出虛擬場景,優勢是能構建出極其清晰、具象的場景,而劣勢是鐳射光束對遠處場景的構建能力會衰減,也就是測距能力相比毫米波雷達要低。

視覺感知系統:

於視覺感知而言,主要分為「幾何感知」和「語意感知」兩方面。其中「幾何感知」是提供對於環境的空間理解力,協同雷達來完成對於物體的準確定位;「語意感知」指對於物體型別、屬性及意圖的理解,Ta會感知到車輛周圍其他交通參與者的速度、位置並預判其下一步意圖,從而幫助車輛做出最正確的判斷。

但在光線變化大、惡劣天氣時,視覺感知系統的工作能力將有所下降。另外關鍵的是,視 覺演算法需要不斷積累、強化,以提升演算法庫的深度,人類對於這件事情還在不斷的摸索中。

在這3種硬體中,沒有一種能夠獨立完成高階的智慧駕駛,但當它們組合到一起,效果就很明顯了:最遠測距交由毫米波雷達和視覺感知系統,車輛即可完成極高質量的ACC自適應巡航,且能夠完成自主變道等高階操作;鐳射雷達能高效執行短距離測距、構建精密場景,在路況複雜多變的市區,鐳射雷達是規避風險的主力硬體;在全速域中,三種硬體兼顧短距、長距,也能兼顧對特殊圖形的識別,三種硬體構成的感知能力互為冗餘。

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▲ 環島行駛

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▲ 無保護右轉

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▲ 兩輪車識別與避讓

在車輛自行透過環島、進行無保護右轉時,P5的NGP系統既體現出全方位的視覺感知能力,也體現出對周圍車輛的精密感知。在系統具有訊號燈語義識別能力的情況下,車輛更是具有了將駕駛碎片串聯成長線的能力,讓車輛融合在道路、法規之間。

一套成熟的智慧駕駛輔助系統首先需要360°融合感知能力(雷達+視覺),更加需要超長板的正向識別能力,鐳射雷達正是在P5的全方位識別能力基礎上補足了更復雜路況的識別能力。

■ P7已證實,新一代NGP只會更好

透過上面的解讀,我們看到了小鵬NGP在軟硬體方面都有不錯的配置和表現,在測試過程中能夠給予駕駛員非常好的幫助。不過這些能力何時可以真正在小鵬P5車型上實現,才是廣大消費者真正關心的話題。

這讓我回想起小鵬P7在上市之前曾經被曝光了一段在高速上測試NGP智慧導航輔助駕駛的影片,當時很多人看了之後都認為這是小鵬汽車準備的「期貨」和噱頭,並不期待它能很快應用。

不過在小鵬P7正式上市交付之後,很快就透過OTA升級的形式開放了NGP的使用許可權。作為一家主打智慧的造車新勢力,小鵬汽車用實際行動兌現了承諾。

在即將上市的小鵬P5車型上,將具備高速路和城市快速路場景下的NGP能力,這已經比小鵬P7上市之初的起點要高了。而從這位「前輩」獲得這項能力的時間節點來看,小鵬P5也將很快透過OTA升級的方式獲得城市道路NGP的能力,值得期待。

小鵬P5城市NGP的背後難道只有“鐳射雷達”?

■ 邦點評

當然,面對如今越來越浮誇的智慧輔助駕駛「戰場」,小鵬汽車並沒有選擇非常激進的營銷傳播方式。首先在官方配置表和介紹材料中,始終標明「NGP」是一項智慧駕駛輔助功能,它只能在駕駛者全神貫注並能隨時接管方向盤的情況下,幫助他們減輕駕駛疲勞和壓力的工具。而在小鵬P5的配置表中,我注意到不同階段NGP以及XPILOT的應用場景有著明確地界定。另外在目前小鵬P7的車內,會主動推送一套強制學習NGP的教程以及「課後答題」,只有觀看教程以及透過答題考驗,才能使用這些駕駛輔助功能,在這點上,小鵬汽車就要比很多品牌做得到位。

在如今造車新勢力當中,小鵬汽車算是鮮明的「智慧派」,所以在車型的研發上採用了很多自研量產的先進技術,從各種駕駛輔助到智慧車機系統都是如此。然而這並不是小鵬汽車在「炫技」,而是真正在為消費者的實際需求考慮,所以他們不但在研發上傾盡全力,更是加速實現應用和普及。期待小鵬P5能夠透過全方位的智慧化,成為市場的新「爆款」。