硬核 L4 自动驾驶技术之下,中国团队撑起图森的「未来」

汽车之心
2023-08-09

一场硬核 L4 自动驾驶技术发布会,能否挽回市场信任?

图森中国正在走上「重生之路」。

7 月 27 日,自动驾驶卡车公司图森未来举办首届 AI DAY,分享了针对 L4 自动驾驶设计的一套全冗余架构

这是一场早已对外「许诺」的技术发布会。

今年 3 月 15 日,图森未来原创始人之一的侯晓迪发布声明,解释离职原因,并将内部纷争曝光与图森公开决裂。

当日,很少在公众场合露面的中国团队紧急出面接受媒体专访,称「侯晓迪离职未影响中国团队正常运营」,同时立下 Flag:

「预计今年 7 月,图森中国将举办一场科技发布会,集中对外介绍公司的自动驾驶技术、算法、域控制器等硬核技术能力」。

如今,这场事先声张的发布会,踩着 7 月份的尾巴如约而至。

自图森未来赴美上市,无论是与美国监管部门博弈,还是推进在美企业 Navistar 的量产计划,美国都是图森未来的大本营。为应对美国监管,图森未来的上市计划 PlanB 甚至考虑过,处理(分拆/出售)中国业务。

今年 5 月,在裁撤美国团队时,图森未来曾坦诚:「我们认为亚太地区的业务没有得到市场的充分重视」。

在此背景下,这场 AI DAY 的意义,首先是为了证明图森中国团队「行」——没有侯晓迪的图森,有能力推进 L4 商业化。

巧合的是,同一天(7 月 27 日),自动驾驶头部公司 Waymo 宣布,收缩了自动驾驶卡车项目 Via 的投入并且裁员。

一边是图森以技术「吸睛」,一边是头部企业缩编裁员。

面对商业化,自动驾驶重卡领域呈现了这样的「一体两面」:要么硬撑活下去,要么趁早下牌桌。

01

中国团队交出 L4 技术答卷,

全冗余架构亮点几何?

这一次 AI Day,图森向外界讲述的是技术故事

图森未来 CTO 王乃岩认为,L3 和 L4 级别的自动驾驶相比辅助驾驶产品,最主要的变化体现在可靠性上,「有非常质的变化」。

基于此观点,在首届 AI DAY 上,图森未来重点分享了其基于更高阶自动驾驶(L4)设计的一整套全冗余架构

自动驾驶的冗余设计,以保证其始终处于运行状态为目的,是实现技术复杂的高阶自动驾驶设计的标配。

图森发布的一套全冗余架构,覆盖了最底层的车辆,到上层系统、传感器,以及最上层的算法模块。其中,算法模块最难进行冗余设计和分析。

车辆层面,图森未来配备了冗余的转向系统和制动系统,两套系统实现完全独立的供电。

系统设计层面,采用了 L4 驾驶的主系统以及备系统。

主系统,拥有高算力平台和全套传感器。

备系统,只需要完成在主系统失效时的降级功能。为了做到「保底」,当车辆侧后方感知及转向系统可用时,可以实现应急车道靠边停车。

当二者不可用时,可以实现在当前车道安全刹停,以等待救援。

传感器冗余层面,图森未来采用「豪华配置」,使用全波段的电磁波感知,即摄像机、激光雷达和毫米波雷达三种传感器。

最核心的算法冗余,针对的是非常多的特殊场景,比如恶劣天气、路上散落的垃圾等,如何保障系统尤其感知系统仍然可以输出对应结果。

对此,图森未来的算法分成了两大类:Data-Driven 算法Principle-Based 算法

前者是使用流行的大模型驱动 AI 算法,后者能够对问题和过程进行精确建模,在整个高级别自动驾驶里面也是必不可少。

其中,感知算法冗余层面,也是冗余设计最困难的模块(感知冗余不等同于传感器冗余)。

图森实现了「三冗余」,并将三种感知方法分为两大类:

  • 一是基于识别的物体感知,即「白名单识别」;

  • 二是基于场景的障碍物感知。

在「白名单识别」中,同时存在两套完全独立的系统,分别使用激光雷达和相机。

两套算法使用的传感器以及使用的算法也是完全独立的,避免了一些因为天气条件或传感器原因导致的供应失效。

因此,系统中任何一个传感器的失效,都不影响整个 L4 系统功能的正常运转。

基于场景的障碍物感知,图森采用了「漏斗式」设计方案,逐层提高识别的准确率。

此外,图森还表示,这套方案针对性解决卡车特有的远距离感知难题。

由于刹车距离的缘故,重卡车辆感知的距离一般在 400~500 米甚至更远,是普通乘用车的一倍,而已有的算法对计算量的要求也呈现爆炸式增加。

传统的 BEV 感知系统无法直接运用到图森系统,于是图森自研了「稀疏 BEV 算法」,可实现高效精准的动态、静态环境感知。

基于上述的技术积累,图森的目标是打造一个负责任的自动驾驶系统

今年 6 月,图森获得全国首批无驾驶人测试的牌照。

据王乃岩介绍,在过去的五年时间,图森总共完成了将近 70 万公里的测试里程,实现了零事故和零违章。

目前,在洋山港四期码头——东海大桥——深水港物流园区,图森的自动驾驶重卡已实现从港区、高速路到物流园区的全路线自动驾驶功能。

据一位在东海大桥体验过图森自动驾驶卡车的行业人士表示,图森的自动驾驶重卡在行驶全程没有一次人为接管,整体乘坐体验非常平稳顺畅。而且车辆在刹车、变道、转弯等过程中,都会有相应的语音提示。

总而言之,如今年 3 月对外所介绍的「图森中国 L4 技术,已经完成全无人干线运输的验证」,这是图森这场 AI Day 叙事的主线。

02

面向技术终局,

自动驾驶重卡「卡脖子」难破局?

图森为何要对外界大谈特谈「冗余设计」?

有行业人士指出:对 L4 自动驾驶而言,真正要替换人类驾驶员不仅需要算法足够强大和稳定,汽车本身也要做到在刹车、转向、传感器、计算单元等全环节冗余。一般体型越大的车,它的双系统就越不完善。

「(相比乘用车),干线物流落地的时间更长,这里的硬件还没有准备好。」这里的「硬件」中特别是车规级双冗余的硬件基础,还没有准备好。

硬件能否按时可靠地进行量产交付是最大阻碍,而非软件算法或计算平台车规级。

有观点认为,自动驾驶各家企业软件算法差异不大。

在 2022 年 4 月的一次自动驾驶专家会议上,有行业人士表示:

「自动驾驶领域,只要不是很严重的路径依赖的情况下,大部分公司的技术差距可以在 2-3 年内完全拉平」。他举例,小马智行出来的几位高管,迅速做起来了多家自动驾驶公司,技术并不弱于老东家。

硬件,是最大门槛。

高规格的冗余设计,是通往商业化之路的必经关卡。

图森今年的 AI Day,意图之一正是通过其冗余技术架构,说服市场或潜在合作对象。

合格的冗余设计,仅仅是一个技术的里程碑。

自动驾驶重卡的技术的终局,则是线控底盘

2019 年,主线科技 CEO 张天雷曾指出:

「现在自动驾驶的上空飘着三朵乌云:一是线控底盘,汽车如果没有好的大脑,宛如人工智障;二是车规量产,这是自动驾驶企业的共同难题;三是客户认知与刚需发现」。

从算法层面来说,高速场景需要解决的 Corner Case(长尾状况)理论上比乘用车少了一个量级。

但是,远距离传感等是否真的可以达到要求,需要和主机厂共同验证。一款 L4 级的卡车,主机厂要做出一款好的线控底盘需 2-3 年时间,投入最少数亿美元。

不仅如此,车身及底盘的结构优化等方面的核心技术,被国际零部件巨头所掌握。

目前,图森未来的技术重点不在线控底盘,而是集成。

图森商业化进程之所以缓慢,图森创始人&董事长陈默认为,主要是由于和车企缺少紧密合作。

他曾表示,目前图森的软件已经积累到可以规模商业化的程度,但双方存在核心利益冲突,导致图森自动驾驶重卡商业化落地难。

最大问题,仍然是硬件能否按时可靠地进行量产交付。

2020 年,大众商务车集团旗下的 Navistar 收购了图森的少数股权,并宣布将在 2024 年前与图森共同开发自动驾驶重卡。

尽管进行了股权强绑定的合作模式,但 2022 年年底,这个项目仍然宣布终止了。

除了与图森内部动荡有关外,车企「犹疑」态度有其自身考量:除了以上所说的对 L4 自动驾驶重卡技术仍然谨慎外,还有成本的核算。

根据图森曾构思的商业模式,图森和主机厂合作开发新车,由物流公司购买图森的前装量产车,按照订单英里数向图森的「电子司机」付费,每英里 0.3 美元,而人类司机的成本大致为 0.6-0.7 美元/英里。

实际上,对于车企来说,这笔账仍然「算不过来」。

据《2023 年中国自动驾驶行业研究报告》显示,随着自动驾驶技术的应用,重卡运营成本或降低 26%,事故率或可降低 80%。

现实情况是,卡车作为一项生产资料,与乘用车重用户体验的消费品不同,目前自动驾驶系统的研发成本并不比司机划算,如果需要重金投入搭建冗余双系统,车企并没有迫切的动力。

03

行业遇冷,

踩着技术+商业化的平衡木「活下去」

自去年以来,自动驾驶卡车公司 Embark 倒闭、福特宣布关闭自动驾驶企业 Argo AI、图森「内斗」之后在美业务出售...... 自动驾驶重卡领域遭遇的「寒冬期」仍在继续,余波未平。

7 月 27 日,自动驾驶头部公司 Waymo 宣布,推迟自动驾驶卡车项目 Via 的商业化运营时间,缩减在该项目上的研发规模。

与此同时,对 Via 也进行了小范围的裁员,坐实了今年年初的消息。这也是 Waymo 成立 14 年来首次裁员。

今年 5 月,干线物流千挂科技 CEO 陶吉离职。同月,阿里自动驾驶达摩院自动驾驶业务并入菜鸟,裁撤面向干线物流的自动驾驶卡车项目大蛮驴。6 月初,擎天智卡业务停摆。

在融资层面,根据 IT 桔子数据,整个 2023 年上半年,干线物流领域的融资事件不超过 5 起,相比 2022 年同期数量少了一半。

这其中斯年智驾,驭势科技等重点聚焦在港口和机场的企业,高速干线物流的仅有苇渡科技,Deepway 等。

自动驾驶重卡,不再能够靠着烧投资人的钱,只专注 L4 技术研发恐怕难以维继。

寻找新出路,迫在眉睫。

在宣布重卡业务调整之际,Waymo 表示正在开发一个可通用的自动驾驶平台 Waymo Driver,卡车的自动驾驶将会在时机成熟时再重新开展。

今年一度濒临退市的图森,迫切需要「回血」。

2022 年第三季度财报显示,2022 年第三季度营收 265.3 万美元,同比增长 48.63%;净亏损 1.13 亿美元,同比收窄 1.77%。

此前,2019~2021 年,图森未来营收是 71 万美元、184.3 万美元、626.1 万美元,三年累计营收入 881.4 万美元;亏损也逐年加高,2021 年已达到 7.37 亿美元,超过前三年亏损总和。

今年 4 月,图森推出 L2 级自动驾驶域控制器,做起感知盒子,瞄准规模更大、更「卷」的乘用车市场。

目前,图森中国拥有约 600 人,其中,感知盒子 TS-Box 业务研发人员约有 200 人。

王乃岩曾介绍,图森中国基于英伟达 Orin 系统级芯片,研制出的域控制器产品,能够提供「更加细粒度的场景技术定制能力」,有价格优势,「实际上,自动驾驶公司中真的能够基于 SoC 芯片研发域控制器的,恐怕主要也就图森了」。

值得注意的是,图森中国和美团两只团队曾在在技术侧重点并不完全相同,但商业化路径似乎区别并不大。

图森未来联合创始人&CEO 郝佳男曾指出:

「图森未来中国和美国两支团队间的技术,虽为同源,但其实在研发的优先级和侧重点上,其实很早前就已经出现了差异」,「而 L4 级自动驾驶货运服务则主要通过组建全无人驾驶车队,或者将自动驾驶服务提供给物流公司,通过点对点的货物运输实现盈利。」

北美团队倒下之后,图森中国能否撑起图森的「未来」?市场是否会为全冗余技术架构买单?

作为 L4 重卡商业化的重头戏,没有了推动图森未来量产的最大辅助力量 Navistar,图森如何「组建全无人驾驶车队」落地量产,或成为商业化之路下一个关注的焦点。

$图森未来(TSP)$ $GX自动驾驶电车(02849)$

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