攝像頭效能(視場角、畫素)的提升、基於AI演算法的最佳化以及ADAS逐步向15萬元價格以下車型滲透(新車評級及相關法規強化),全新一代智慧攝像頭方案正在重構一個全新的細分賽道。
同時,感知方案組合也正在呈現分化的局面,是不是感測器種類越多越好?背後是技術的沉澱積累、平臺算力的提升以及成本等多因素的考量。
此前,包括採埃孚、法雷奧、知行科技等Tier1供應商開始前裝交付基於單攝像頭(寬視場角)的L1/L2級輔助駕駛方案。原因之一是除了能實現與傳統單目(窄視角)+毫米波雷達組合方案的功能,整體方案成本更低。
這也打開了一個新的增長賽道。
高工智慧汽車研究院監測資料顯示,2021年度中國市場(不含進出口)15萬元及以下新車上險量達到1120.11萬輛,佔全部新車比重超50%,同比保持小幅增長。
而在ADAS(L0-L2)部分,這個價格區間的前裝搭載率僅為19.73%,低於市場平均水平近20個百分點。
由於單目智慧攝像頭的成本優勢,未來幾年,L1/L2級功能在15萬元以下車型市場的逐步採用將進一步促進對攝像頭更多功能的需求,如何在一定成本範圍內實現越來越多的功能將是考驗供應商能力的關鍵要素。
一、
2016年,日產率先在日本市場推出了名為“ProPILOT”自動駕駛輔助系統,搭載的前置單目攝像頭可以快速識別前方車輛和車道標誌的三維深度。透過單攝像頭檢測車道線和障礙物,實現入門級L2的LKA+ACC功能。
不過,這套方案當時搭載的是Mobileye的EyeQ3平臺,攝像頭水平視角也僅為52度,導致受限條件較多,對於更多場景的適配性也並不理想。到了2019年,中國市場第一款搭載ProPILOT系統的國產天籟,就增加了毫米波雷達。
但對於OEM主打價效比的車型來說,需要的是在更多輔助駕駛功能落地的同時避免成本大幅上升的高性價比方案。2018年,採埃孚聯手Mobileye推出S-Cam4系列單目攝像頭,目標是滿足2020歐洲新車評價體系。
這套方案基於EyeQ4晶片,攝像頭視角擴充套件到100度,增強了自動緊急制動AEB,車道保持輔助以及L2級自動輔助駕駛功能,包括高速公路駕駛輔助和交通擁堵輔助。
2020年7月,採埃孚在中國市場首發量產基於單攝像頭(S-Cam4.8)的L2單車道智慧駕駛系統,搭載於自主品牌哈弗SUV熱銷車型,該專案由採埃孚中國團隊負責開發。
高工智慧汽車研究院監測資料顯示,2021年度中國市場(不含進出口)新車前裝搭載單目ADAS方案上險量為48.67萬輛,同比增長42.85%,高於市場平均增速接近13個百分點。
其中,在L2級單目ADAS前裝量產供應商中,除了採埃孚、法雷奧、博世三家外資供應商,知行科技作為中國供應商的代表,單目方案已在五菱E300、威馬E5等車型實現量產。
作為知行科技的主打產品之一,該公司的第一代智慧攝像頭產品IFC1.0已於2020年實現了量產,第二代產品又做了升級,並且也已量產上車。這套價效比極高的方案可實現L2級自動駕駛輔助系統,包括ACC、AEB、 LKA、TJA、TSR、LDW、IHBC、ELK、ESS等12項功能。
從公開資訊顯示,第二代產品IFC2.0提升了2倍的FOV(100°),提供十字路口輔助相關功能;同時,基於比第一代提升3倍的算力,可以同時跟蹤更多的目標;此外,根據當前行駛環境可以提供不同的駕駛控制策略(例如防加塞功能、危險佔道避讓、智慧調速等等)。
按照此前Mobileye對外公佈的四種感知演算法機制,單目可以實現從2D攝像頭影象中建立3D模型,幫助系統更好地感知環境。包括,識別車輪和推斷車輛位置的演算法;二是識別車門的演算法,類似於開門預警的功能,不過主要是識別周邊車輛。
第三種演算法是透過比較攝像頭拍攝的影象不同幀來推斷影象中每個畫素的距離,從而生成三維點雲(點雲上使用類似鐳射雷達的處理演算法),以及識別場景中的物體。第四種演算法則是識別可行駛道路區域。
這意味著,基於點雲,可以在物體檢測中給出物體位置的3D估計。這是透過從場景的多個檢視進行三角測量來實現的。接著,基於視覺道路模型,使用經典的計算機視覺估計地平面和提取深度的車輛是否在一個地平面上。
然後,透過一種基於神經網路的方法,從影象中的物體外觀推斷深度資訊。這種神經網路是來自日常基於多感測器進行資料採集訓練。最後,依靠高精度地圖資料的道路模型從車輛在地面上的距離提取深度。
按照知行科技的說法,單攝像頭方案對整個系統的識別、定位、規劃、控制等環節的精度要求非常高,方案的成功量產充分證明公司在核心演算法、軟硬體開發和系統整合驗證方面的技術能力。
此外,按照高階智慧駕駛技術架構的發展趨勢,這套基於單目感知的低成本、高性價比方案同時可以作為複雜多感測+域控制器方案的冗餘備份。
二、
從目前規模走量車型市場來看,大部分汽車製造商仍然選擇相對保守的策略。這既是保證功能的安全和可靠,同時也是基於成本的考慮。“在目前的功能成熟度和道路複雜度來看,需要儘量減少不可預測的車輛行為。”
而從各國的法規升級計劃來看,也在不斷強化“安全”。
近日,美國公路安全保險協會(IIHS)正式釋出了一項針對輔助駕駛系統的新評級體系,明確要求搭載相關係統的新車必須採取安全措施,以幫助司機保持專注。
其中,新的最高檔評級要求系統監控司機是否把手放在方向盤上,是否注意力在前方道路上。除此之外,還要求司機必須主動發起自動換道。這意味著,市場主力仍然定位於L2級及以下。
考慮到傳統毫米波雷達的解析度瓶頸,1R1V的解決方案在感知層面,可能會在地面有金屬板、井蓋、鐵軌等路況下,造成AEB的誤觸發;泥沙容易濺在雷達表面造成雷達感測器失效,導致功能使用受限等等問題。
這也是為什麼特斯拉會選擇“放棄”毫米波雷達。而4D成像雷達目前仍處於量產的早期階段,產品的穩定性、可靠性以及開發成本都需要時間進行完善。
而由於整車OTA機制的成熟,未來汽車製造商可以為部分客戶提供選裝升級服務。在高工智慧汽車研究院看來,整個市場依然沿著兩極分化的趨勢發展,尤其是軟硬解耦開發模式成為主流的大背景下。
高階車型會開始進行規模化的全棧硬體標配+軟體升級付費的模式(比如,蔚來ET7),中高階車型會更多嘗試兩套硬體系統配置(比如,小鵬的P7),中低端走量車型則會選擇價效比更高的方案配置,從而更為合理的分配成本支出。
而從單攝像頭感知向後延伸,就是類似特斯拉的純視覺系統路線。比如,極氪001首發搭載的基於Mobileye最新一代純視覺的多攝像頭Supervision系統,可實現城區道路、高速高架場景下的導航輔助自動駕駛功能。
為此,Mobileye在今年初推出下一代旗艦晶片EyeQ Ultra的同時,還推出了兩款用於ADAS解決方案的全新EyeQ系統整合晶片——EyeQ 6L和EyeQ 6H,基於7納米制程工藝,並主打高性價比純攝像頭解決方案。
其中,EyeQ 6L是EyeQ 4的後續產品,其封裝尺寸僅為EyeQ 4的55%。這款一體式風擋解決方案以超低功耗提供更高的深度學習算力(TOPS),用於高能效的入門級和高階(L2)ADAS。該款晶片已於去年開始提供樣品,預計將於2023年年中量產。
EyeQ 6H能夠透過全環視攝像頭的配置實現高階ADAS及部分自動駕駛的功能。就算力而言,相當於兩個EyeQ 5系統整合晶片。但更重要的是,EyeQ 6H支援視覺化,且在繁重的人工智慧工作負載擁有更佳表現。
該集中式解決方案將提供所有L2+ADAS功能,包括泊車攝像頭在內的多攝像頭處理能力,並能夠支援視覺化泊車和駕駛員監測等在內的第三方應用。這款適配ADAS系統的整合晶片將於今年開始提供樣品,預計於2024年底量產。
顯然,中國市場每年15萬元及以下價格區間接近1千萬輛的新車增量,吸引力仍然巨大。