「微侃」城市輔助駕駛NGP中的BEV模型

聚焦汽車科技，剖析產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)和變革浪潮

今年年初我們?cè)凇吨档闷诖氖?a target="_blank">智能車技術(shù)盤點(diǎn)》中提到，去年，長(zhǎng)城旗下的毫末科技、小鵬、以及極狐已經(jīng)在做“城市輔助駕駛”，這個(gè)技術(shù)意味著汽車在城市道路上，也能實(shí)現(xiàn)被監(jiān)管的“自動(dòng)駕駛”。

相比以往的L2+級(jí)別的輔助駕駛，主要是在封閉道路使用，比如高架和高速公路上。城市路面上因?yàn)槁窙r更復(fù)雜，比如有紅綠燈需要識(shí)別并做出決策、道路線也并不連續(xù)、還有行人和非機(jī)動(dòng)車進(jìn)入機(jī)動(dòng)車的道路等等情況，所以自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)有很大的難度。但一旦做成，的確能讓用戶省心不少。所以也被我們?cè)谀瓿醯臅r(shí)候，把城市輔助駕駛列為今年值得期待的十大智能車技術(shù)之一。

小鵬汽車自動(dòng)駕駛副總裁吳新宙也說“小鵬的XNGP是無人駕駛實(shí)現(xiàn)前，智能輔助駕駛的終極形態(tài)?！?/p>

Part 1

特斯拉在自動(dòng)駕駛軟件和算法上的創(chuàng)新

為什么城市輔助駕駛相比之前的輔助駕駛有了飛速提升，需要先介紹一下特斯拉的BEV鳥瞰圖和占有網(wǎng)絡(luò)模型。

◎BEV（Bird's-eye-view Perception）模型

特斯拉自動(dòng)輔助駕駛的軟件（Tesla Autopilot Software）從 2016 年開始上線1.0版本。到2019年，特斯拉開始用適量空間（Vector Space）的技術(shù)對(duì)道路線進(jìn)行識(shí)別，并且加入了BEV模型，又叫鳥瞰圖預(yù)測(cè)模型。

2019-2020， 特斯拉系統(tǒng)性地導(dǎo)入vector space，并且導(dǎo)入了多視角攝像頭的3D目標(biāo)檢測(cè)在鳥瞰圖下的感知（BEV Perception) 。

BEV 是特斯拉自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的一種模型，是一種基于圖像的模型，用于將車輛周圍的環(huán)境信息轉(zhuǎn)換為平面圖。BEV 模型可以通過多個(gè)攝像頭捕捉到的圖像來生成車輛周圍的環(huán)境信息，然后將這些信息轉(zhuǎn)換為平面圖，以便自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析。

特斯拉采用 8 個(gè)攝像頭采集圖像進(jìn)行有效融合，通過校正后，一并輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。順便科普一下，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是通過一組算法模擬人腦，是一種稱為深度學(xué)習(xí)過程，還可以從錯(cuò)誤中不斷改進(jìn)。

在自動(dòng)駕駛中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 對(duì)采集到的圖像提取特征，進(jìn)行關(guān)聯(lián)后，投影到一個(gè)矢量空間，就可以實(shí)現(xiàn)反映周圍環(huán)境的鳥瞰圖BEV的效果。

鳥瞰圖能很好地還原周圍環(huán)境，提供自動(dòng)駕駛所需的2D 圖像信息，類似一張平面的地圖。雖然會(huì)缺失一些空間和高度上信息，無法真實(shí)地反映物體在 3D 空間實(shí)際占用的體積是多少。但在BEV模型中，特斯拉更關(guān)心的是那些靜止物體，例如路沿、車道線和柵欄等。

◎占用網(wǎng)絡(luò)模型（Occupancy Network）

占用網(wǎng)絡(luò)模型是將三維世界劃分為一個(gè)網(wǎng)格單元，定義哪個(gè)單元被占用，哪個(gè)單元是空閑的，還可以把當(dāng)前場(chǎng)景下被遮擋的靜止物體和動(dòng)態(tài)物體也用體積塊表示出來。通過占用網(wǎng)絡(luò)，再結(jié)合BEV模型，特斯拉可以對(duì)路徑規(guī)劃有了更多信息。

Part 2

小鵬NGP

城市智能導(dǎo)航輔助駕駛

小鵬在迭代自動(dòng)輔助駕駛方面一直向特斯拉看齊，并且導(dǎo)入了自己的設(shè)計(jì)理念。在泊車、高精度定位和高精度地圖方面有自己的理解，并且率先導(dǎo)入了激光雷達(dá)。

小鵬XNGP智能輔助駕駛系統(tǒng)，主要是基于純視覺感知的速度與預(yù)測(cè)，更精準(zhǔn)地識(shí)別動(dòng)態(tài)物體速度和意圖，提升駕駛決策的博弈能?。計(jì)劃通過三個(gè)階段進(jìn)化成終極的無限接近“無人駕駛”的形態(tài)。

今年3月底，小鵬汽車推送了Xmart OS 4.2.0，釋放XNGP第一階段能力：在G9及P7i Max版上，上海、深圳、廣州、等高精地圖覆蓋區(qū)域，可以開放點(diǎn)到點(diǎn)的城市智能導(dǎo)航輔助駕駛；在無高精地圖覆蓋區(qū)域，開放具備跨線繞行，識(shí)別紅綠燈并直行通過路口能力的LCC增強(qiáng)版。

從實(shí)際體驗(yàn)上來講，NGP之前的智能輔助駕駛，主要在有高精地圖的、工況簡(jiǎn)單的路段——主要是高速、高架等封閉路面——來實(shí)現(xiàn)的；在無高精地圖覆蓋的路段，輔助駕駛只能實(shí)現(xiàn)車道居中（在傳感器能識(shí)別車道線的情況下）以及自動(dòng)跟車等簡(jiǎn)單功能。

而NGP在高精地圖+工況復(fù)雜的城市道路上，依靠BEV鳥瞰圖模型，也能實(shí)現(xiàn)高速上的幾乎全程不用接管的輔助駕駛體驗(yàn)。在沒有高精地圖的道路，NGP第?階段的能力提升，主要是在直?遇到紅綠燈時(shí)，具備了自動(dòng)起停功能。之前的很多L2+的輔助駕駛，都是無法識(shí)別紅燈的，只能跟著前車停止或前進(jìn)；如果遇到紅燈且沒有前車的情況，打開輔助駕駛的車就是妥妥的“闖紅燈”，根本沒法用。所以NGP雖然只是第一階段，但已經(jīng)讓人對(duì)未來充滿更多期待。

今年是城市輔助駕駛技術(shù)出現(xiàn)在我們普通人身邊的元年，我們已經(jīng)看到越來越多的新技術(shù)的落地。小鵬、蔚來、華為和后面的理想汽車都會(huì)紛紛拿出自己的方案，這將會(huì)給消費(fèi)者帶來更多嘗試的機(jī)會(huì)，隨著嘗試使用的落地，也會(huì)帶動(dòng)高階自動(dòng)輔助駕駛的完善和發(fā)展，這將極大地促進(jìn)汽車智能化的持續(xù)推進(jìn)。

審核編輯 ：李倩