汽车自动驾驶与行泊一体技术
汽车自动驾驶与行泊一体技术
智驾公司的新战场:行泊一体
行泊一体已经火了一段时间。
近期,又有多家企业先后发布基于单颗国产SoC的低成本行泊一体方案,进一步为该功能在中低端车型上的配置提供了条件。
所谓行泊一体,通俗而言就是将智能驾驶与自动泊车功能集成在一个域控制器上。相较于此前行车和泊车分别开发的模式,其优势是传感器等硬件复用可大大节约成本,同时软件配置更加灵活,功能迭代开发效率也可有效提高。
有业内人士向智驾网表示,行泊一体是以产品驱动的开发,兼顾了功能体验和成本。一方面,将两套系统整合为一体,可降低约50%的成本,这对车企有着极大的吸引力。
行泊一体的优势是成本更低,同时在功能体验上也有明显提升。
同时,行泊一体比行泊分离的功能上限更高,在功能体验方面也有明显的提升,对于希望为消费者提供更好体验的车企来说,行泊一体也是更好的选择。
这是当前行泊一体广受车企追捧的主要原因。
不过,在实际开发过程中,要真正做到行泊一体并不容易。
01.
行泊一体的优势与挑战
走在行泊一体量产前沿的自动驾驶科技公司Nullmax纽劢科技创始人兼CEO徐雷将行泊一体分为4种形态。
1.0形态即是目前大部分车型采用的行泊分离的模式。两种功能分别由行车域控制器和泊车域控制器控制,同时,行车功能只能调用行车的芯片和传感器,泊车功能只能调用泊车的芯片和传感器。2.0形态则是将分别行车和泊车两套系统的两块SoC集成在一个域控制器中,可减少一套域控制器的成本。但由于两套系统并没有做到真正的资源共享,对于性能的提升影响并不大。3.0形态是在2.0基础上,再减少一块SoC,将两套系统集成在一块芯片上。但传感器仍然分为两套。4.0形态则是真正做到单个域控制器,单个SoC,传感器与芯片深度复用,真正实现行泊一体化。
同样,在自动泊车技术上颇有建树的纵目科技也提出将行泊一体分成三个架构。1.0架构是两套系统共用一个域控制器,2.0是深度复用芯片与传感器,3.0则是面向大算力平台,完全由软件框架拉通各个场景,场景驱动,架构统一。
也就是说,真正做到行泊一体的方案可以实现一套软硬件即可控制行车和泊车的功能。
系统整合可大大降低成本,这使得在15万元以下车型上覆盖功能更加完善的智能驾驶成为可能。同时,由于行泊一体化将两套系统整合为一套,也可大大提高开发效率,并进而缩短开发周期。
此外,行车与泊车的传感器共用也可提升驾驶体验。例如泊车功能可使用行车传感器,而低速行车如紧急加塞等场景也可使用泊车传感器。
对用户而言,不仅用车成本降低,同时车辆的智能化体验也将明显提升。
当然,要在单颗SoC上实现两个体系的功能,其挑战之大也不言而喻。上述业内人士向智驾网表示,对企业而言,开发行泊一体,不仅需要具备泊车、行车功能的开发能力,如对应的感知、规划等软件算法,还需要具备将两类功能整合成一套可部署方案的能力,如软件算法架构的设计、异构式平台的资源分配调度等等。这代表着企业需要具备非常深厚且完善的自动驾驶量产开发能力,要求很高。
但由于其所能带来的明显的好处,行泊一体已逐渐成为车企的共识。
02.
行泊一体已成共识
据佐思汽研数据,2022年1-9月国内乘用车L2及L2+级ADAS装配率达到33.5%,其中L2级为28.4%;L2+级(高阶辅助驾驶)为5.1%。
而据盖世汽车研究院《智能泊车产业报告》,2022年中国乘用车智能泊车系统渗透率为21.2%。
高工智能汽车研究院监测数据则显示,2022年中国市场乘用车前装标配搭载行泊一体域控制器交付上险为77.98万辆,同比增长99.63%,搭载率目前为3.91%,处于市场爆发前期。
目前,大部分配备智能辅助驾驶的车辆仍采用行车和泊车分离的模式。据佐思汽研,目前,行泊一体上车主要车型有小鹏P7/P5、理想L9、坦克500、智己L7、荣威RX5、宝骏e300/Plus、吉利星越L、燃油车江淮思皓QX NOP版等。
但开发行泊一体方案的厂商已达20家左右,以国内厂商占主导地位。
根据企业性质的不同,基本可以分为以福瑞泰克、易航智能、智驾科技MAXIEYE、宏景智驾等为代表的初创型自动驾驶供应商,以德赛西威、东软睿驰等为代表的传统汽车电子头部企业,以及华为、百度等互联网巨头。
03.
高性价比小算力芯片是主流
而在行泊一体方案芯片的选择上,德州仪器的TDA4是早期兼具性能与成本优势的优秀代表。
以当前已经量产的TDA4 VM为例,算力8TOPS,支持深度学习和实时图像处理,功耗5-20W,无需主动冷却,同时可支持800万像素的摄像头接入。
包括百度、大疆、Nullmax、福瑞泰克、知行科技等多家自动驾驶科技公司选择了将TDA4作为行泊一体解决方案的芯片。
业内人士认为,低算力芯片虽然体验相对大算力会弱一些,但基本的行泊车功能都能实现,对车企来说是性价比非常高的选择。同时,在整个消费市场中,车型最多、销量最大的是经济的入门车型和中档车型,因而,针对中低端车型的行泊一体方案,必然会成为一个极其巨大的市场。
大算力芯片的行泊一体,能够探索更高级的功能,适合高端定位的车型。在这个市场,英伟达Orin仍是主流的选择。例如,德赛西威的IPU04就是使用了Orin。同时,Nullmax也将推出一款基于以Orin为代表的大算力芯片打造的行泊一体产品。
据Nullmax表示,该行泊一体项目可涵盖高速、城市和泊车的全场景量产应用,提供导航辅助驾驶、拥堵跟车、泊车辅助、常规ADAS等主流功能,预计2023年将实现量产。
而日前,宏景智驾刚刚宣布与安霸达成生态战略合作关系。宏景智驾将搭载安霸的CV3-AD系列SoC芯片,开发高算力汽车自动驾驶域控制器平台,并配备宏景智驾量产级感知、行车和泊车规控算法软件,为客户提供高等级自动驾驶解决方案。
安霸也成为行泊一体芯片玩家之一。
此外,国内智能驾驶芯片主流的地平线征程系列也是行泊一体方案的不二选择。有多家公司近期发布了基于单颗征程3或征程5的解决方案。
04.
赛道已经拥挤
智驾网整理了部分主流行泊一体产品供应商的数据,可以看出,在芯片选择上,德州仪器的TDA4和地平线的征程3是使用最多的。而在大算力芯片上,则是征程5和Orin占主导地位。
其中,禾多科技在2022年12月宣布基于地平线征程系列的“行泊一体”自动驾驶域控制器HoloArk。官方表示,已经在2022年获得奇瑞等多家中国头部自主品牌车企的定点,预计在2023年量产装车。
根据算力不同,HoloArk分1.0和2.0两个版本,功能覆盖L2+到L4级的高阶自动驾驶系统。HoloArk 1.0基于两颗地平线征程3芯片打造,可支持高速领航、HPA记忆泊车等高阶自动驾驶功能,将于2023年率先量产。HoloArk2.0基于征程5芯片打造,预计在2023年底或2024年初量产交付。
纵目科技推出的Amphiman系列同样以地平线征程系列和TDA4为主,根据配置不同可实现包括高速NGP、一键泊车、智能召唤等功能,Amphiman 8000据称将可实现L2.9级别的全场景功能。
Nullmax的MaxDrive根据配置不同有轻量版、基础版、标准版和增强版之分,基于不同算力平台,可实现不同级别的行泊一体功能。基础版同样以TDA4等低算力平台为主,增强版则采用了Orin芯片。
而日前,德赛西威则在披露投资者关系时表示,公司IPU04产品已经在理想、小鹏等车型上进行量产,累计获得超过10家主流车企的项目定点,并已进入量产规模爬坡期。
域控制器的融合是趋势,而除了行泊一体,目前也有另一条路线是舱泊一体,即将泊车功能融合到智能座舱域控制器中。这是由于智能座舱的发展使得其算力有了富余,而座舱域支持接入传感器也为泊车提供了可能。
不过,由于行车、泊车同属驾驶类功能,系统架构更加相似,同时,行车和泊车在车企中同属一个体系,功能安全也相对一致,目前行泊一体的路线更加主流。
而在未来,除了行泊一体化发展,舱驾融合也成为域控的趋势,已经有包括英伟达Thor,高通Snapdragon Ride Flex在内的多款大算力芯片可支持舱驾一体的需求。
行泊一体,可以说是迈出了舱驾一体化的第一步。
智能驾驶量产新趋势 ,行泊一体迈上主舞台
2013年,中国进入4G网络时代,智能手机普及应用;2020年,5G商用元年,人工智能在多领域爆发,智能网联汽车便是其中一个。
近两年,随着新能源车型的迭代加快,智能网联功能的进化速度也不同以往。公开数据显示,2022年1-7月,中国L2级乘用车智能化渗透率达到32.7%,而2021年的渗透率还是23.5%。
精进的智能化功能成为汽车的升级筹码,而域集中式架构是改变汽车整体跃进的基础。在智能驾驶域,行车和泊车向着融合、集中的趋势演进,智能驾驶域控制器市场也顺势掀起一波爆发式增长的浪潮。
“行泊一体”即是将行车功能和泊车功能两套独立的系统有机整合在一起,把行车和泊车整合到单个域控制器中,将传感器深度复用、计算资源共享,从而能同时实现高速行车辅助、城市行车辅助与低速泊车辅助等功能。
它将研发整合,降低硬件成本、灵活软件配置、提高功能研发效率,优化了整车控制系统的复杂度。并且相比于分布式域控架构下分散的数据回传,行泊一体方案可实时回传各传感器数据,利于打造数据闭环、驱动功能升级。
因此,行泊一体也成为智能驾驶量产的新趋势。今年已有多款具备“行泊一体”功能的新车上市,2022年也被称为“行泊一体”上车元年。亿欧智库预计到2025年,中国轻量化行泊一体方案渗透率将达38%。
业内玩家也有共识,采埃孚中国区电子与驾驶辅助系统工程副总裁邢勋曾表示:“车企对自动泊车的需求越来越高了。以小鹏等为代表的一些汽车制造商已陆续将行泊一体作为标配。”
自动驾驶解决方案服务商宏景智驾CEO刘飞龙也谈到,2022年是L2+智能驾驶以及行泊一体功能的批量化元年,同样行泊一体方案也将是国内智能驾驶公司实现快速弯道超车的机会点。
汽车智能化角逐加剧 “行泊一体”方案激增
今年,智能驾驶领域出现了里程碑式的技术节点。首先,行泊一体方案量产,将行车域和泊车域的辅助驾驶打通,小鹏P7/P5、理想L9/L8、上汽荣威RX5、吉利博越L等车型都已实现行泊一体域控方案的搭载与量产落地。
理想L9/L8/L7智能泊车及召唤
另一点功能层,领航辅助驾驶成功打通“最后一公里”,实现“全场景智能驾驶”落地,在小鹏、极狐等品牌的车型上均有应用,用户可以完成车位到车位之间的辅助驾驶操作。可以说行泊一体域控方案为高阶辅助驾驶向前推动一大步。
今年,多家企业公布了“行泊一体”的方案,如东软睿驰、宏景智驾、福瑞泰克、禾多科技等几十家。
6月,宏景智驾推出基于三颗征程3芯片的量产行泊一体解决方案,并与下半年在某中国头部自主品牌车企成功量产;9月,东软睿驰宣布基于地平线征程5系列芯片打造L2++行泊一体域控制器产品;11月,福瑞泰克宣布基于征程3打造的ADC20行泊一体域控率先在吉利博越L、领克09等车型大规模量产……
行泊一体域控解决方案有飞快进展,底层的芯片能力很关键。目前在轻量化的行泊一体方案中, 地平线征程3、TI TDA4等产品应用最多。更高阶的行泊一体需要更大算力的芯片,其中地平线征程5、英伟达Orin等产品也已在多款高端车型上量产。
在众多芯片厂商中,地平线是国内汽车智能芯片领域出货量最多的企业,这给我国智能汽车的发展提供了有力支持。数据显示,2022年前三季度地平线凭借15.57万颗前装搭载量,领跑中国市场乘用车前装标配智能驾驶域控制器芯片的市场份额,这还未包含于10月正式开启量产的征程5芯片。
行泊一体规模化 不再只限于高端
地平线在近两年有大量芯片量产上车,正处于一个迅速上升期。
之所以有这样的成果,源于对技术应用趋势的精准判断和对产品多样性适配的挖掘。
辅助驾驶的相关功能一开始只是高配玩家所拥有,新势力在这方面先行一步。而今随着智能驾驶域控的规模化发展,“高端标配”、“中端普及”的现象已经十分明显。毕竟,行泊一体方案不仅提供了功能体验上的飞跃,也为车企造车降低了成本,所以针对不同价格区间的车型,搭载行泊一体这一创新辅助驾驶功能变为可能。
需求变化之下,地平线目前为产业提供了不同类型的方案选择。据悉,依托征程3、征程5两款芯片,目前市场主要提供四类域控解决方案,能够满足高性价比、高性能的差异化量产需求。
基于征程3、征程5的主流行泊一体域控解决方案
高性价比域控方案是针对10-25万的入门级车型,基于征程3芯片,单芯片可提供5TOPS算力,典型功耗仅2.5瓦。目前,有很多生态伙伴打造了多类基于征程3的量产级行泊一体域控方案,包括单颗征程3、两颗征程3、三颗征程3以及单颗征程3+第三方SoC等多种“丰俭由人”的算力方案,同时提供满足被动散热要求的系统配置,全面满足不同价位、不同动力车型的量产装配需求。
据悉,宏景智驾也将再度联手地平线,推出业内首个基于单征程3芯片开发的行泊一体解决方案,该方案预计在明年实现SOP。
高性能域控方案则是面向定位中高端的新能源车型,基于单颗征程5打造,单颗芯片算力高达128TOPS,具备领先于同级竞品的真实计算性能。征程5可开放支持包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达等多传感器感知、融合、预测与规划控制需求,能够高效支持如BEV等领先智能驾驶算法模型的应用部署,实现超越同级配置的高性能行泊一体功能。
另外,今年1月与地平线达成合作的禾多科技也在近日公布了其基于征程系列芯片打造的行泊一体域控系统HoloArk的最新进展。其基于两颗征程3芯片打造的HoloArk 1.0,支持高速领航、HPA记忆泊车等高阶自动驾驶功能,将于2023年率先量产。基于征程5芯片打造的HoloArk2.0,有望在2023年底或2024年初量产交付。
禾多科技基于征程®系列打造的自动驾驶域控制器HoloArk
今年下半年,第三代荣威RX5搭载基于三颗征程3芯片打造的行泊一体智驾域控量产上市;理想L8则作为征程5的全球量产首发车型,基于单颗征程5打造行泊一体智能驾驶计算单元,并于上月正式开启交付;10月份上市的吉利博越L则是选择了基于征程3芯片+TDA4芯片打造的6V5R行泊一体域控制器,并以极具吸引力的价格,让更多用户收获功能丰富、体验顺滑的高阶智能驾驶体验。
地平线征程芯片的前装量产呈爆发态势,生态伙伴其多样化的产品组合灵活适用于不同需求的客户,更利于行泊一体加速普及与落地。
打好智能汽车基座 赶在2025年前形成规模
芯片在自动驾驶产业中的地位越来越重要,是智能汽车的基石。由此芯片厂商间的竞争也在加剧,车载智能芯片是一个门槛极高的产业,地平线创始人兼CEO余凯博士曾谈过要产业窗口期只有两三年,因此2025年之前的上车量决定了厂商的命运。
在这场竞逐赛中,地平线很清楚自己的定位,频频对外发声定位Tier2,在与Tier1、车企等伙伴的合作中提供计算平台+工具链。
地平线基于征程系列芯片打造了国内最为完整、成熟的智能驾驶开发平台,包含芯片开发套件、量产级硬件参考设计、软件开发平台和丰富的参考算法等,通过提供开放易用的开发工具与基础设施,能够助力产业客户与活动在地平线的芯片上快速部署应用,开发差异化产品方案,抢占市场先机。
凭借在ADAS及NOA领域的量产经验积累,地平线能够充分发挥“行车方面”的量产技术与工程Knowhow,更加高效的支持生态伙伴打造行泊一体产品与解决方案。
目前来看,在行泊一体场景中,多家生态伙伴与地平线合作率先实现前装量产验证,正是地平线该模式行得通的有力证明,能为后续规模化量产蓄势。
智能驾驶产业链不同于传统汽车零部件产业链,前者的多元化和复杂度造就了它必然需要产业伙伴间是更开放的、互通的。地平线所处的位置是交互枢纽,既支持软硬件生态伙伴的开发,又联结车企的定制化需求,如地平线所言“将始终致力于成为汽车智能化产业的最大公约数”。
“芯片和操作系统是智能汽车时代的创新数字底座,最终一定是底层统一的芯片架构、统一的操作系统。芯片与操作系统在底层的软硬结合,才能在发挥极致效能的前提下,实现软件应用与底层计算平台的软硬解耦,并在此之上孕育繁荣的汽车应用生态”,余凯博士曾表示。
值得一提的是,“行泊一体”并不是征程芯片唯⼀量产应用场景,地平线现已在智能座舱、ADAS、高速NOA、泊车、城区自动驾驶等多个领域实现量产应用。
产业不是链式的协同关系,而是网状的协同关系,地平线正竭力把基座打好,以此拉动全产业生态协作创新。在汽车产业链从链型转化成网状的关键节点,相信地平线在加速动全场景整车智能量产落地中,扮演关键角色,通过与产业链上下游生态伙伴建立开放共赢的合作关系,发挥连锁效应的巨大动能,加速汽车智能化量产交付效率。
参考文献链接
https://mp.weixin.qq.com/s/NKAUoDuE7MEO05Gd88mGGg
https://mp.weixin.qq.com/s/qtR_8YCGOONBd5f8DyNk6Q