特斯拉Tesla Model 3整体架构解析（上）

特斯拉Tesla Model 3整体架构解析（上）

一辆特斯拉 Model 3型车在硬件改造后解体

Sensors for ADAS applications

特斯拉 Model 3型设计的传感器组件包括：8个摄像头，可在250米半径内提供汽车周围360度的可视性；12个超声波传感器，可完成这一视觉系统。它们共同允许在一定距离内检测硬物体和软物体，精度几乎是以前系统的两倍。该软件包还集成了一个具有改进处理能力的前向雷达系统。它提供了关于周围环境的额外数据，其冗余波长可以穿透大雨、大雾、灰尘，甚至超越以前的汽车。             

在摄像机正面，有四个摄像机面向前方，支持雷达，具有不同的特点。主要的一个，覆盖250米，但视角很窄，还有一些覆盖较短的距离（150米、80米和60米），但具有汽车周围环境的广角视角，是用来阅读路标的。其他四个摄像头面向汽车的侧面和后部，可以看到100米以外的地方。             

另一方面，声纳利用超声波探测汽车周围8米半径范围内的障碍物。它可以以任何速度工作，还可以控制盲点。声纳收集的数据也被自动驾驶仪用来管理超车时的自动换道。最后，利用GPS来检测汽车相对于道路的位置。

一辆特斯拉 Model 3型车在硬件改造后解体

特斯拉 Model 3型是一款三年前的车型。然而，通过软件更新和硬件交换（从HW 2.5到HW3.0），特斯拉承诺保持特斯拉 Model 3的相关性，并为未来的全自动驾驶做好准备。             

至少，这是他们的承诺。             

硅谷有一批懂技术的消费者，他们对特斯拉有点狂热，他们对特斯拉的兴趣不够。他们喜欢这辆车，他们喜欢它的电力推进，他们虔诚地关注着埃隆·马斯克的微博。             

最重要的是，他们欣赏特斯拉干净、优雅的汽车结构，从头设计。通过空中传送（OTA）软件的更新，特斯拉几乎可以神奇地增加新功能，甚至提升汽车性能。其他汽车原始设备制造商（他们的汽车与传统平台捆绑在一起）都没有设计出如此全面的基于软件的汽车更新方法。             

特斯拉的粉丝们对特斯拉备受争议的“自动驾驶仪”功能的担心往往会减少。他们既不关注它做什么，也不关注它不做什么。他们更喜欢关注自动驾驶仪将来会变成什么样子，就像特斯拉承诺的那样。除了一系列的软件更新外，特斯拉去年还推出了一项硬件交换计划——从特斯拉的HW2.5到HW3.0——来提高赌注。             

对于HW3.0，Elon Musk在一条推特中声称：“所有生产的汽车都拥有完全自动驾驶所需的所有硬件，包括计算机等。”我们将看到“完全自动驾驶”到底是什么意思。             

引起我们兴趣的是特斯拉鼓吹的向HW3.0的转变。今天3型车的引擎盖下是什么，它将如何改变？             

车型3是一款更小、更实惠的电动汽车，首次生产于2017年年中。由于去年推出了自己的SoC，特斯拉向3型车的购买者承诺，如果他们购买了全自动驾驶（FSD）软件包，他们将获得HW 2.5到HW 3.0的改装，只需预约一个简单的服务中心。             

不过，为了清楚起见，今天的FSD套餐还不能让特斯拉在没有人为干预的情况下驾驶。现在，这是一系列渐进式自动驾驶仪升级。此外，根据马斯克上月在推特上发布的公告，目前7000美元的FSD套餐计划在7月1日上涨约1000美元。             

在这个最新的“引擎盖下”系列和System Plus Consulting（法国南特）中，我们深入了解了特斯拉 Model 3型车内的情况，重点是特斯拉 Model 3型车内部署的汽车传感器和自动驾驶仪电子控制单元。

 

算力和功耗负荷能力第一             

汽车内部的计算能力是一个越来越重要的特征。为了实现最佳的驾驶员辅助和自动驾驶以及激活安全功能，需要大量的计算能力。             

为了优化自动驾驶，许多汽车原始设备制造商和生产商正在采用各种传感器，如摄像机、雷达、激光雷达和超声波传感器，以便车辆能够检测到周围环境。来自传感器的所有数据必须组合在一起，这就是控制单元发挥作用的地方。             

考虑到特斯拉所保持的“尖端”形象，如果普通大众认为3型车内的所有硬件部件在技术上都是市场上最先进的，那他们是可以原谅的。             

不过，System Plus首席执行官罗曼·弗劳克斯（Romain Fraux）解释说，从引擎盖下窥视一下，就会发现特斯拉 Model 3型车的主要设计目标是降低ADAS的成本，使这款车型“价格实惠”。              

对于3型汽车传感器，特斯拉使用了8个摄像头、1个雷达和12个超声波传感器。型号3不使用激光雷达，这与马斯克所谓的激光雷达是“傻瓜的差事”的说法是一致的              SystemPlus分享了引擎盖下3型传感器和计算单元的亮点。

前置摄像机             

为了实现前向视觉，特斯拉公司开发了一种带有三个半导体图像传感器的三摄像头模块。Model 3还使用了两个前视侧摄像头、两个后视镜侧摄像头和一个后视摄像头。

        

共有8台设计成3型的相机是基于2015年on半导体公司发布的120万像素图像传感器。“它们的成本很低。它们既不是新的，也不是高分辨率的，”弗劳克斯说。             

弗劳克斯指出，从同一家供应商采购所有8个图像传感器意味着“特斯拉必须努力获得更好的采购价格”。

    

特斯拉 Model 3型的三前向相机配备了三个半AR0136A上的CMOS图像传感器，像素大小为3.75um，分辨率为1280×9601.2Mp。它提供了一个前图像采集系统高达250米，用于特斯拉 Model 3型驾驶员辅助自动驾驶仪控制模块单元。             

为了给特斯拉的三摄像头模块添加上下文，System Plus将其与最大的一级汽车供应商之一ZF设计的三摄像头模块进行了比较。ZF的s-Cam4有两种解决方案，一种是单摄像头，另一种是三摄像头。             

S-Cam4是ZF模块的三摄像头版本，具有OmniVisionCMOS图像传感器和MobileEyeQ4视觉处理器。             

特斯拉使用的印刷电路板安装技术与上图所示的宝马不同。宝马更喜欢三种不同的多氯联苯传感器的隔离组合。相比之下，特斯拉的三前向摄像头模块将所有CMOS传感器嵌入一个PCB中，而不需要处理SoC。             

ZF的s-Cam4包括Mobileye的视觉处理能力。             

通过从半导体上选择成熟的图像传感器，不增加后处理，特斯拉使其相机模块“不是关于有最新的图像传感器”，而是所有的成本，”系统加观察。该公司估计，ZF的三摄像头成本为165美元，而特斯拉的三摄像头成本为65美元。