彻底毫米波雷达 特斯拉硬钢的底气在哪？

　　关于自动驾驶的技术路线，一直以来就争议比较多，特别是在信息获取上，各家车企的算法和硬件上也有很大的区别。而大部分车企在自家的产品上搭载激光雷达和毫米波雷达时，这些都会成为其大肆宣传的手段，不过特斯拉却不以为意，对激光雷达和毫米波雷达却没那么重视。从2022年2月中旬开始，特斯拉投放在北美市场的Model S和Model X将不再配备毫米波雷达。

　　这不是特斯拉第一次移除毫米波雷达，早在去年5月份，特斯拉就逐渐把出厂的Model 3以及Model Y电动汽车的硬件均替换成纯视觉系统，还向参与旗下完全自动驾驶（FSD）系统测试的新用户发出通告，表示其电动车会使用纯视觉系统（Pure Vision）进行工作，彻底弃用车载雷达。

　　即便是参与测试的车辆带有雷达，特斯拉的FSD系统在测试的过程中也不会调用这些硬件。这和特斯拉首席执行官埃隆·马斯克近段时间的说法基本一致。此前，特斯拉在旗下高级辅助驾驶系统Autopilot中仍然会调用车载雷达。

　　现在，在售的Model 3和Model Y的辅助驾驶功能仅依靠套仅由8个120万像素摄像头组成的“Tesla Visiom”视觉系统工作，而特斯拉最初的测试表明，没有搭载车载雷达的特斯拉汽车比搭载雷达以及摄像头的电动汽车行驶表现会更好。

　　如今随着Model S和Model X也不再搭载毫米波雷达，这也就意味着特斯拉在已经实现了纯视觉自动驾驶的这一愿景，正式进入了它想要的纯视觉智能驾驶时代。

　　要知道在整个自动驾驶行业，激光雷达+毫米波雷达已经是大势所趋，除了特斯拉之外，绝大多数车企都属于融合感知派，它们往往会采用激光雷达+毫米波雷达+摄像头等多重冗余感知方案。对于融合感知派成员来说，激光雷达、毫米波雷达已经不再是装不装的问题，而是需要装多少个的问题。

　　既然激光雷达是自动驾驶的趋势，特斯拉也应该知道其强大的地方，那么特斯拉为什么如此执着于纯视觉呢？是对纯视觉的过于自信，还是为了降低成本，还是有其他原因呢？

　　自动驾驶技术发展至今，已经形成两大门派，其一是以特斯拉为代表的视觉派，其二是以其他车企为代表的融合感知派。其中纯视觉可以简单理解为通过摄像头来模拟人的眼睛，将所看到的画面传输给处理器，使其对其现在的驾驶状况作出预判，最后通过行驶机构来执行下达的驾驶命令，其实就是完全模拟人驾驶汽车时的状态。

　　激光雷达派，又叫激光雷达方案，以激光雷达为主导，配合毫米波雷达、超声波传感器、摄像头来完成自动驾驶。在行驶过程中所遇到的所有物体、测距等一系列信息的获取全部依靠激光雷达绘制的3D环境地图来实现，进而再通过智能系统下达驾驶指令。

　　而特斯拉的纯视觉方案主要依靠车上的8颗摄像头，多年来特斯拉凭借“8+1”仿生视觉配置在自动驾驶领域风生水起，坚信视觉力量特斯拉装配“8颗摄像头+1颗毫米波雷达”环绕车身共配有 8 个摄像头，其中包含一个三目前置摄像头， 组合视野范围达360 度，对周围环境的监测距离最远可达 250 米。特斯拉所配置的一颗前置毫米波雷达可视范围达160m。

　　其中一颗前视三目摄像头，包括前视宽视野、主视野、窄视摄像头各一颗，安装于挡风玻璃后。两颗侧后视摄像头装在翼子板上，位置靠前。两颗侧前视摄像头装在B柱，位置在侧后视的安装位置之后1m。一颗后视摄像头安装于车尾箱牌照框上方，一颗毫米波雷达位于前保险杠靠下方的位置。

　　从原理维度来看，特斯拉智能驾驶系统主要包括图像搜集、特征提取、训练学习、整体评估、对比改进等 五个步骤。五个步骤形成一个完整的数据闭环，使得特斯拉 Autopilot 系统从被动学习（在真实数据中进行判断） 到主动学习（通过深度学习进行预测判断）。

　　特斯拉的自动驾驶技术，不能忽略的就是它的自研芯片。特斯拉第一代FSD自动驾驶芯片是在2019年推出的，该芯片相比市面上其他产品有着更强的运算速度，总算力能达到144TOPS，同时功耗和成本也更低。凭借该芯片，特斯拉汽车能实现相当可靠的自动驾驶能力。

　　与此同时，马斯克曾在社交平台上透露，新款自动驾驶芯片的性能是上一代的3倍。据悉，台积电已经接下特斯拉7nm订单，采用7nm制程技术，并使用最新InFO_SoW封装技术。该高性能芯片将在2020年Q4投入生产，初期投片约2000片，在2021年Q4后进入全面量产阶段。值得注意的是，特斯拉联合博通打造的ASIC高性能计算芯片，将不仅限于ADAS使用，还可用于电动车动力传动、车载娱乐系统和车身电子四大领域的计算，这很可能成就理想中的“汽车中央处理器”。

　　从去年开始，特斯拉陆续向外界传达视觉系自动驾驶技术路线的决心。Autopilot软件主管Ashok Elluswamy在发布会上展示了特斯拉自动标记技术，强调道路上有太多物体需要标记，通过这项技术行驶中的车辆能够“重组”道路上的场景，更快的标记技术也使得车辆更加安全地巡航。同时Ashok也表示，这项技术帮助公司在FSD和Autopilot套件上摆脱雷达。特斯拉已经建立了1000人的数据标记团队，目前在使用2D画面进行标记，未来将转向4D标记。

　　马斯克认为，如果人类依赖自身视觉来识别周围环境，那么摄像头也同样能实现人眼功能。摄像头摄取的环境数据在经过视觉算法处理后，系统将通过深度学习模型进行自我培训，从而达到全范围认知路况，增进系统控制精度的目的。目前在市场上，论这种依靠摄取数据增进ADAS系统性能的方式，没有一家公司可以超越特斯拉。

　　去年6月份的时候，特斯拉Model 3纯视觉Autopilot获得IIHS的“最佳安全选择+”评级。这一更新可以被视为某种程度上的验证，特斯拉改进后的Autopilot和全自动驾驶系统（FSD）可能与之前的摄像头+雷达方法一样好，甚至更好。这对当下对激光雷达+毫米波雷达坚信不疑的绝大多数主机厂和Tier 1，甚至芯片厂商来说绝对不是它们想看到。

　　也就是如果接纳激光雷达，特斯拉就要放弃纯视觉，那么这么多年的研发也就没有意义，在自动驾驶领域就要从头再来，特斯拉显然不考虑。而就目前来说使用激光雷达的车型所具备的自动驾驶能力和特斯拉的纯视觉相比，并没有领先，甚至不如特斯拉，这就是特斯拉硬钢整个行业的底气，说白了最强的自动驾驶技术还是在特斯拉手里。

　　说到这里，问题就来了，按照马斯克的野心，他对特斯拉纯视觉自动驾驶技术的野心绝不会止步于动辄就让驾驶员接管的L2级别，而是想着探索L3、L4甚至L5无人驾驶领域。然而，特斯拉能够进行360°无死角监控的8颗摄像头+发达的神经网络引擎或许完美模拟人类在驾驶时的所有场景，甚至比带着情绪开车的人类驾驶员更加安全，但是纯视觉方案和人类一样存在一个足以致命的弊端——能见度极低的雨雾天气。遇到能见度低的雨雾天气就直接失效的纯视觉方案又如何能够继续向上发展呢？

　　然而，从自动驾驶发展的技术路线上来看，想要实现L4级别自动驾驶，可以说激光雷达必不可少。

　　众所周知，激光雷达精度高，探测距离远，可以增强感知系统的冗余性，补充毫米波雷达、摄像头缺失的场景。另外，随着半固态、固态激光雷达逐渐替代了机械式激光雷达，激光雷达的体积也正在不断缩小，成本已经从原本动辄上万美元降低到了1000美元。

　　特斯拉采用纯视觉感知的另外一个原因是是一个字——“抠”。“抠门”真的就是马斯克旗下公司的企业文化，以最低的成本获得最高的效益就是马斯克一直都在做的事情。对马斯克来说在生产汽车是这样的，发射火箭也是一样的，比如美国NASA每发射一次两级火箭都需要花费1.3亿美金。然而，马斯克的Space X凭一己之力就将火箭发射成本降低了超过60%。

　　由此可见，马斯克对成本控制的苛刻程度令人瞠目结舌。值得一提的是，同样的情况也出现在了马斯克旗下的另一家公司特斯拉身上。前段时间，特斯拉官方发布了一则名为《特斯拉成本控制的“极佳”定律》的视频，该视频内容围绕特斯拉如何降本增效展开，同时也揭秘了它在生产制造工艺方面的创新。

　　特斯拉认为，汽车成本的本质在于工厂，而特斯拉最重要的产品之一就是它的超级工厂，每一家工厂的生产效率直接决定了整车的制造成本。例如，特斯拉的大型压铸机独创性地将70余个零部件精简成了1个，这类创新性技术将会不断摊薄特斯拉工厂的制造成本。

　　除了创新的制造工艺以外，本土化生产也是特斯拉最重要的降本手段之一。到目前为止，特斯拉上海超级工厂的零部件本土化率已经超过了90%，而这也是此前Model 3、Model Y能够大幅降价的底气所在。

　　在动力电池方面，成本同样是特斯拉引以为傲的4680电池的杀手锏。据了解，这款电池相比起过去能量密度可以提升5倍，续航能力提高了16%，输出功率提高了6倍，所有的数据都在往上提，唯有成本下降了14%，不得不说特斯拉是真有能耐。

　　同样的道理在特斯拉的自动驾驶技术路线上也一样适用。尽管目前的激光雷达价格已经大幅降低，但是在“抠门”的马斯克眼中，上千美金的激光雷达同样也是要钱的。要知道，目前搭载激光雷达的车型销量并不高，而特斯拉的用户基数已经是非常夸张。试想一下，如果每台车都搭载激光雷达，那么特斯拉的成本一下子就上去了，这对于习惯降价的特斯拉用户来说会很不习惯，将直接影响到销量。

　　当然，特斯拉量产车从头到尾都不曾搭载过激光雷达，即便是这次它取消的也只是毫米波雷达，然而毫米波雷达的价格并不像激光雷达那么昂贵，那么特斯拉为什么也要取消呢？

　　实际上，马斯特否定的不只是激光雷达，而是包括毫米波雷达在内的所有雷达式感知设备。要知道，马斯克一直以来都是坚决反对通过激光雷达来实现自动驾驶，甚至多次在公开场合贬低激光雷达。

　　特斯拉之所以取消毫米波雷达，其一是为了进一步降低成本，其二则是为了斩断自己的后路，坚定自己发展纯视觉自动驾驶的决心。斩断自己的后路，就意味着特斯拉除了发展纯视觉感知自动驾驶技术之外就已经无路可退了吗？

　　当然不是，在对安全性要求并不高的L2级别自动驾驶时代，特斯拉始终坚持成本低廉的纯视觉自动驾驶技术方案。当自动驾驶上升到L3级别或以上的时候，它在纯视觉感知方面遇上难以突破的瓶颈时，它也能无缝切换到激光雷达这一技术路线上。

　　据悉，特斯拉与激光雷达供应商Luminar建立了合作关系，并且搭载激光雷达的特斯拉Model Y早已经开始上路测试。特斯拉Model Y 搭载了来自Luminar的激光雷达系统，虽然不能完全肯定特斯拉未来会开启激光雷达（LiDAR）技术方案路线，但是能确定特斯拉也开始在激光雷达领域进行研究。

　　总结

　　在自动驾驶领域，特斯拉始终走在行业的技术前沿，凭借其Autopilot、FSD（Full Self-Driving）自动辅助驾驶功能，不仅在市场上碾压竞品，更推动了特斯拉从单纯的车企向平台公司和科技公司进化，引领了行业潮流。而随着自动驾驶基础的成熟，所需的传感器也会进一步简化或者微型化，直到完全“隐藏”在汽车内部。如果特斯拉能完全靠纯视觉做出安全性很高的自动驾驶方案，也是一件令人佩服的事情。