全面剖析索尼第一輛電動(dòng)車Vision-S

索尼第一輛電動(dòng)車Vision-S在歐洲路測

底盤和車身方面，索尼主要采用了博世和本特勒聯(lián)合開發(fā)的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.0。麥格納負(fù)責(zé)制造，在奧地利生產(chǎn)。未來即使量產(chǎn)，主產(chǎn)地應(yīng)該也在奧地利，因?yàn)辂湼窦{整車生產(chǎn)基地主要就是在奧地利，中國土豪鐘愛的奔馳大G、寶馬MINI COUNTRYMAN（R60）、寶馬5系（G01）、捷豹E-PACE、捷豹I-PACE、寶馬與豐田聯(lián)手打造的新一代Z4與Supra、Jeep大切諾基、奔馳M級、寶馬X3、阿斯頓·馬丁Rapide都是麥格納代工的，這個(gè)號稱汽車制造界的富士康工廠便是位于奧地利格拉茨的麥格納斯太爾工廠。麥格納斯太爾前身是斯太爾-戴姆勒-普赫，曾經(jīng)是奔馳控股公司，1998年被麥格納買下。順便說一句，斯太爾的槍械也是很出名的，STG-77是最常見的突擊步槍。

索尼一開始就是奔著量產(chǎn)車而來的，如果只是概念車，完全不必勞駕麥格納，博世和本特勒可以輕松完成概念車。麥格納斯太爾也從不為人打造概念車，麥格納斯太爾就是代工廠。

博世與本特勒的電動(dòng)汽車2.0包括了底盤、基礎(chǔ)的E/E架構(gòu)、博世的三合一電驅(qū)動(dòng)、電池Pack系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、感應(yīng)充電、車架、撞擊管理系統(tǒng)。

柔性框架上的車身具備高擴(kuò)展性，能覆蓋從B級車到E級車的大部分車型，輕量化、可擴(kuò)展的車架，采用擠壓鋁型材，可根據(jù)不同車型和車身，靈活調(diào)整長度和寬度，通過冷連接（無需焊接）技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)高扭轉(zhuǎn)剛度和最佳碰撞性能的基礎(chǔ)。

模塊化的電池包解決方案，具備出色的能量密度和安全性，該設(shè)計(jì)能抵抗所有碰撞形式及滿足相關(guān)法規(guī)要求，采用鋁制型材車架結(jié)構(gòu)，靈活可擴(kuò)展，集成式電池冷卻，保持電池最佳性能，延長電池壽命。

集成式碰撞管理滿足最嚴(yán)格的安全法規(guī)要求，專為純電動(dòng)汽車優(yōu)化的輕量化碰撞設(shè)計(jì)，新吸能部件為電池系統(tǒng)提供更好的保護(hù)，碰撞管理系統(tǒng)滿足側(cè)面柱碰撞和前端側(cè)角碰撞要求。

模塊化電動(dòng)汽車前/后橋，打造最佳駕乘體驗(yàn)和操縱性，前后懸架模塊搭配高度集成式電動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，得益于型材在縱向和橫向的剖面長度，副車架具備模塊化屬性，每個(gè)副車架都考慮了NVH要求 (噪聲，振動(dòng)，聲振粗糙度)—優(yōu)化的橡膠襯套概念，經(jīng)隔音處理的副車架和附加的電子驅(qū)動(dòng)單元，實(shí)現(xiàn)最佳NVH性能。

電子架構(gòu)由博世提供，是博世先進(jìn)的Zonal架構(gòu)，遠(yuǎn)比特斯拉的傳統(tǒng)架構(gòu)要先進(jìn)。

自動(dòng)駕駛方面，索尼Vision-S有40個(gè)傳感器，包括18個(gè)攝像頭，6個(gè)毫米波雷達(dá)、12個(gè)超聲波雷達(dá)和4個(gè)激光雷達(dá)。

18個(gè)攝像頭中共有三個(gè)型號，分別是230萬像素的IMX390、540萬像素的IMX490和30萬像素的ToF IMX456。IMX490性能優(yōu)異，EMVA標(biāo)準(zhǔn)下動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)140分貝，是目前動(dòng)態(tài)范圍最廣的攝像頭，還達(dá)到了ASIL-D級功能安全，也是首個(gè)取得ASIL-D級的攝像頭，能夠祛除LED頻閃。AD10比特精度可達(dá)40幀每秒，12比特可達(dá)30幀每秒，像素分辨率2896*1876。對比200萬像素，明顯提高了FOV。

在攝像頭解串行方面，索尼不必求助美信的GMSL或德州儀器的FPD-LINK，索尼自己有類似的技術(shù)，即GVIF。

日本豐田特別是雷克薩斯也是使用索尼的GVIF芯片，日本企業(yè)一貫喜歡垂直供應(yīng)鏈，能自己做的絕不假手他人，而中國和歐美企業(yè)則相反，能采購的一定從外采購，絕不自己做。GVIF2中的CXD4960ER-W、CXD4961ER-W、CXD4962ER-W、CXD4963ER-W、CXD4960GG-W、CXD4963GG可以支持4百萬像素60幀每秒，因此支持索尼汽車的540萬像素40幀每秒是沒有問題的。

索尼半導(dǎo)體為索尼汽車提供解串行芯片外，還有音頻CODEC、4G、藍(lán)牙、WLAN通訊模塊，也為索尼汽車上的AR-HUD提供PGU和全息光波導(dǎo)光機(jī)。索尼半導(dǎo)體還能生產(chǎn)激光二極管，也擁有MEMS晶圓廠。此外索尼參股的JDI能提供索尼汽車所需要的所有顯示屏。

索尼的主視覺處理器應(yīng)該是瑞薩的R-CAR V3U，因?yàn)樗嗅槍﹄p目的硬線對應(yīng)。日本企業(yè)、奔馳和博世是雙目的死忠，即便激光雷達(dá)大量普及，也會(huì)堅(jiān)持使用立體雙目攝像頭，并且會(huì)是主傳感器。立體雙目在像素密度、幀率、功耗、體積、技術(shù)成熟度、有效距離方面仍然超過激光雷達(dá)。

索尼的540萬像素雙目在HFOV40度情況下有效距離可輕松達(dá)到300米，每秒40幀，通常機(jī)械激光雷達(dá)的幀率與水平角分辨率是矛盾的，幀率越高，角分辨率越低，傳統(tǒng)機(jī)械激光雷達(dá)的幀率在5-20Hz之間可調(diào)，一般默認(rèn)是10Hz，意味著0.1秒的延遲無法避免。性能最強(qiáng)的Luminar的幀率默認(rèn)也是10Hz，索尼的攝像頭是其4倍幀率，延遲減少了很多。

四大自動(dòng)駕駛芯片廠家只有瑞薩的主業(yè)是汽車半導(dǎo)體，因此對車規(guī)安全重視程度最高，目標(biāo)是ASIL-D級。V3U內(nèi)部框架如上圖，采用8核A76設(shè)計(jì)，但也不是像特斯拉那樣簡單堆12個(gè)A72，它使用了ARM的Corelink CCI-500，即Cache一致性互聯(lián)。它提供處理器集群之間的完整Cache一致性，比如 Cortex-A76 和 Cortex-A55，而且可以實(shí)現(xiàn) Big.LITTLE 處理。它還可為其他的設(shè)備（如 Mali GPU、網(wǎng)絡(luò)接口和加速器）提供I/O一致性。實(shí)時(shí)鎖步CPU是ARM的R52。

V3U視覺管線如上圖，可以看到V3U有很多硬核計(jì)算機(jī)視覺模塊，包括立體雙目視差，稠密光流、CNN、DOF、STV、ACF等。功能方面包括圖像格式化、目標(biāo)追蹤、車道檢測、自由空間深度、場景標(biāo)注、語義分割、檢測分類等都具備，類似于Mobileye的全封閉算法了。

圖像處理主要還是IMP-X5+，靈活性應(yīng)該比Mobileye還是要高點(diǎn)。因?yàn)獒槍π员容^強(qiáng)，也為了節(jié)約成本，降低功耗，瑞薩沒有使用太昂貴的GPU，只是簡單增加了一個(gè)低功耗GPU，即Imagination Technologies的PowerVR GE7400，1個(gè)著色器集群+32個(gè)ALU核心，算力只有38.4GFLOPS@600MHz。

考慮到成本因素，瑞薩沒有使用尖端的7納米，而是12納米工藝，并且是從原瑞薩R-CAR H3的16納米FinFET工藝升級到12納米FFC工藝，一次性支出很少。但是論到AI性能，絲毫不次于那些5納米芯片，瑞薩聲稱V3U達(dá)到了驚人的13.8TOPS/W的能效比，是頂配EyeQ6的6倍之多。 環(huán)視和側(cè)視這些視覺處理關(guān)系不大，索尼可能使用了英偉達(dá)的Xavier，當(dāng)然至少需要兩片。

索尼的電子倒車鏡上有多達(dá)4個(gè)攝像頭。

保險(xiǎn)桿下方就是激光雷達(dá)，索尼完全有能力自制激光雷達(dá)，并且是先進(jìn)程度不次于任何一家激光雷達(dá)廠家，因?yàn)镕lash激光雷達(dá)本質(zhì)上就是個(gè)ToF相機(jī)，索尼的ToF傳感器優(yōu)勢明顯，做激光雷達(dá)更是手到擒來，易如反掌。從外型上看，這個(gè)激光雷達(dá)就是Flash激光雷達(dá)。

上圖為全球第二大ToF傳感器廠家意法半導(dǎo)體對ToF相機(jī)原理的解釋。

上圖為知名Flash激光雷達(dá)廠家Ouster的產(chǎn)品實(shí)物，就是一個(gè)放大版的ToF相機(jī)，只是光學(xué)鏡頭遠(yuǎn)比手機(jī)用的ToF相機(jī)要大。 現(xiàn)在Flash激光雷達(dá)廠家用的SPAD陣列像素大約只有1-2萬，而索尼的試驗(yàn)產(chǎn)品，已經(jīng)達(dá)到120萬像素，是傳統(tǒng)Flash激光雷達(dá)的100倍。需要指出，SPAD陣列只是檢測光反射部分，可以用于任何類型的激光雷達(dá)，只是目前Flash激光雷達(dá)必須用SPAD陣列。

在2021年2月13日，索尼發(fā)布了堆疊型直接ToF傳感器，也就是SPAD陣列，這是索尼針對汽車用激光雷達(dá)發(fā)布的首個(gè)產(chǎn)品。

它最強(qiáng)大的地方是最大有效距離高達(dá)300米，通常Flash激光雷達(dá)是30-50米，當(dāng)然這和Flash用的VCSEL功率密度低也有關(guān)系，提高VCSEL功率密度可以將有效距離增加到200米，但成本增加十幾倍。

索尼Vision-S的座艙與本田e電動(dòng)車座艙幾乎沒有區(qū)別。但屏幕要更大，兩邊的屏幕可能是15英寸，中間的可能是12英寸。兩邊的屏幕分辨率可能是2100*900。后排還有兩個(gè)10.1英寸屏幕。

可以任意在幾個(gè)屏幕間拖動(dòng)，包括后排屏幕。 副駕駛處的屏幕可無線連接索尼Playstation，將游戲機(jī)畫面投射上去。

ToF深度相機(jī)一個(gè)用來監(jiān)測駕駛員的身體動(dòng)作，判斷駕駛員的健康狀況。

最令人稱奇的另一個(gè)ToF深度相機(jī)能夠識別唇語，當(dāng)然索尼Vision S的座艙也能語音識別。

這樣配合傳統(tǒng)的語音識別，準(zhǔn)確率會(huì)更高，當(dāng)然目前可能只能針對日語和英語。 索尼計(jì)劃在2021年3月28日推出基于Vision S的量產(chǎn)原型車，按日本廠家的一貫風(fēng)格，概念車與量產(chǎn)車幾乎沒有多少差別，讓我們拭目以待吧。

編輯：jq