来源:互联网2022-04-18 11:17:10 热度:

智能驾驶详解之小鹏NGP系列

导读:日前,小鹏官方宣布,旗下旗舰SUV小鹏G9将于6月正式发布,并剧透了新车的众多产品信息 。包括将确认搭载空气悬架、5D沉浸式音响以及进化版语音控制等全新功能配置。除此之外,更强大的的智能辅助驾驶也将成为小鹏G9的产品亮点。 据悉, 小鹏G9将搭载小鹏XPIL...

日前,小鹏官方宣布,旗下旗舰SUV小鹏G9将于6月正式发布,并剧透了新车的众多产品信息

。包括将确认搭载空气悬架、5D沉浸式音响以及进化版语音控制等全新功能配置。除此之外,更强大的的智能辅助驾驶也将成为小鹏G9的产品亮点。

智能驾驶详解之小鹏NGP系列

据悉,

小鹏G9将搭载小鹏XPILOT4.0硬件,配备两颗激光雷达以及多颗800万像素摄像头等感知硬件。计算平台方面,小鹏G9搭载两颗英伟达OrinX芯片,单颗算力可以达到254TOPS。

得益于搭载更强大的硬件,在这也让人对小鹏G9的智能驾驶表现有了更大的期待。

按照小鹏汽车CEO何小鹏的说法,

这套驾驶辅助系统会非常强,可实现端到端到辅助驾驶,也就是说,可以支持城市NGP和高速NGP导航两套智能辅助驾驶系统。

不过,由于新车还未上市,关于这款车的智能驾驶表现一切都处于猜想阶段。

但是,小鹏此前已经在旗下P7上搭载了高速NGP导航辅助驾驶以及VPA停车场记忆泊车这两项高级别驾驶辅助功能。而城市NGP则率先搭载在小鹏P5车型,使得该车驾驶辅助系统的应用范围和竞争力大大增加。

电驹此前有详细体验小鹏的NGP,其整体表现已经领先很多竞争对手。下面我们就来看看小鹏NGP的技术亮点和具体表现。

NGP的技术亮点

整体来说,小鹏NGP的各项智能驾驶水平都是比较领先的,而背后离不开其强大硬件和软件支持。

一、采用多维感知融合方案

不同特斯拉的纯视觉方案

,小鹏汽车采用的则是基于多传感器融合方案的感知系统,

这也是目前大多数国内车企走的技术路线。

具体来看,

小鹏汽车采用摄像头+激光雷达+高精地图技术路线,以高精地图为主导,视觉系统作为辅助,激光雷达作为冗余支持,加以 NVIDIA Xavier支持,从而能并串联停车尝高速、城市道路等不同场景。

以小鹏P5为例,其硬件如下:

包括2个激光雷达、5个毫米波雷达、12个超声波雷达、4个环视摄像头、9个高感知摄像头以及高精度GPS。

相比P7,P5少了1个高感知摄像头,但增加了2个激光雷达。如此「堆料」的结果就是小鹏P5全车感知硬件比特斯拉Model 3多出了10个。

而这其中,激光雷达起到至关重要的作用,是实现城市NGP的关键。

其实,关注小鹏P5这款车型的人可能就会发现,只有P5 550P和600P车型能够选装城市NGP功能,而价格更低的550E车型则不行!

之所以如此,很重要的原因是550E车型并没有配备激光雷达硬件,所以不能选装城市NGP功能。详细车型参数对比可以参看下表:

智能驾驶详解之小鹏NGP系列

智能驾驶详解之小鹏NGP系列

据悉,小鹏P5上的激光雷达来自Livox览沃。Livox览沃科技是DJI大疆创新内部孵化成立的独立公司,致力于提供高性能、低成本的激光雷达传感器,并且应用于自动驾驶、智慧城市、移动机器人等多个行业。

智能驾驶详解之小鹏NGP系列

该雷达的探测距离约为150米,视场角度为120°(水平)X 25°(垂直),等效点云密度为144线,角分辨率为0.2°(水平)X 0.3°(垂直),数据量为40万点/秒,等效帧率为20Hz。

这样的能力可以补充摄像头与毫米波雷达在复杂场景下的短板:

1、针对远距小障碍物,毫米波雷达的角分辨率不够,摄像头对远端的通用障碍物识别不够,而激光雷达就可能及时识别。同时,

激光雷达对环境的描绘更为细腻,能够更好地检测诸如行人、自行车、雪糕桶等细小目标物体。

2、对于近距离加塞场景,毫米波雷达的角分辨率不够,摄像头通常来说需累计多帧,需要几百毫秒才可以确认加塞,而

激光雷达由于精确的角度测量能力和轮廓测量能力,可以 2 - 3 帧确认加塞,百毫秒内做出判断。

3、在隧道或者夜间行车的场景下,相比起摄像头对光线有一定要求,

激光雷达能够在灯光昏暗的夜间很好地工作。

4、面对城市NGP遇到的典型工况(如十字路口、右转专用道、掉头专用道等),激光雷达比毫米波雷达更有优势。

5、除此之外,在激光接收器方面,Livox览沃HAP激光雷达采用了APD雪崩光电二极管作为激光接收器。该器件的动态范围更大,探测效率相对较高,更适合于户外远距离环境探测,与汽车驾驶辅助/自动驾驶系统应用场景更为契合。

总结来说,毫米波雷达虽能发现障碍物,但其只能看到模糊的轮廓。而高精度的激光雷达则能保证在短时间内将物体“看清”,并且快速分析出障碍究竟是什么,从而帮助处于智能驾驶辅助状态的车辆更快更准地做出判断。

而得益于激光雷达具备更宽泛的探测范围,以及更高的障碍物的识别精度,同时,受光照影响更小,从而可以让其能够完成更加复杂的智能驾驶指令。

智能驾驶详解之小鹏NGP系列

不过,正所谓术业有专攻,激光雷达目前无法有效识别路面的标志,如分道线、各种指引箭头;也无法分辨限速标识和红绿灯状态信息,这恰好是摄像头的强项。而这也是小鹏P5上的每一个环境识别传感器都有其存在的意义。

总之,通过毫米波雷达、激光雷达、视觉感知系统的灵魂合作,它们各自发挥自身的长处、相互协作,有效提升目标检测能力、弱光条件下的整车感知性能,实现NGP功能用户体验的优化。

而相较于特斯拉特斯拉更为激进的纯视觉算法,小鹏P5的双激光雷达无疑更适合中国的复杂路况。

二、定位

在高速NGP场景,小鹏汽车具备了分米级的定位能力,由于高速公路大部分地方GPS都很好,所以整个算法的定位引擎是以GPS为纲。

但是,

在城市场景中,小鹏汽车把分米级的场景升级到了厘米级。

原来以GPS为纲的架构,改成了以视觉、地图为纲。

据小鹏汽车自动驾驶副总裁吴新宙介绍,因为点云地图的数据量会比较大,同时也受制于一定的法律法规限制,不具有量产性,小鹏汽车的方案是基于视觉、高精地图、GPS以及其他传感器的多传感器融合方法。

另外,对于定位来说,他还特意强调一点,对于城市场景,高精地图的鲜度非常关键,小鹏汽车正在和高德地图一起努力,希望发布的时候能够做到天级更新高精度地图的能力。

三、全栈自研能力

小鹏具备智能驾驶系统全栈自研能力,自研了车辆端的视觉感知、传感器融合、规划、定位、决策、控制等方面,同时形成了数据和算法的全闭环。

小鹏从数据采集开始,做数据交互、模型的优化、模型的验证,模型验证问题的反馈等,这些东西形成了完整的闭环,这样的好处是可以对算法进行快速的迭代。

吴新宙认为,硬件只是在下半场入场的基础,在下半场保持持续领先更多的会来自于软件能力、算法能力、体系和效率能力,小鹏汽车会在数据闭环和地图闭环这两个能力上持续发力。

四、庞大的数据积累

吴新宙表示:小鹏汽车希望到2022年底,会有1.2亿公里高速NGP的累计数据,有3500万公里的城市NGP里程,还有90%VPA泊车的城市覆盖率,“这些都是我们保持在下半场领先的基础”。

为了更快速的积累收据、探索场景,小鹏汽车计划在2022年下半年,开启自动驾驶运营业务。小鹏汽车做运营的底层逻辑是跑数据和场景,以此来打磨技术,待到技术成熟时,再用来赋能运营企业。

具体功能表现

一、城市NGP

视频加载中...

(该视频是工程测试视频)

1、自动打转向灯变道

从视频中我们可以看到,测试车在进入左转车道前,首先自动打开了左转向灯,然后进入左转车道。小鹏P5上的前向三目摄像头系统能够准确地判断出前方分道线位置,车身四周的雷达和摄像头包括前方的激光雷达时刻监控着四周障碍物情况,确保车辆变道的安全性。

智能驾驶详解之小鹏NGP系列

2、有语音提醒,可语音变道

从视频中可以看到,测试车即将到红绿灯路口时,系统发出

“即将左转,请注意安全”

的提示音。值得一提的是,在先前的快速路NGP测试中,P7在进行操作之前也会发出语音提示,可以让驾驶员时刻保持警惕,以提高安全性。

视频加载中...

除此之外,小鹏的语音还有个更厉害的功能,那就是同于语音实现变道。

这是业内首个语音控制变道的功能。正如视频中所示,用起来很顺滑。

对了,小鹏用户只要升级Xmart OS 2.6.0,就可以体验一下这个黑科技。

3、能够识别路口红绿灯

同样是在该红绿灯的场景下,系统能够明确判定出路口绿灯的状态,并且可以根据该状态来控制车辆是通过路口还是停止,这说明该系统能够识别路口红绿灯。而鉴于目前小鹏尚未对外宣传小鹏P5支持车路互联技术,测试车大概率是依靠前向摄像头通过图像识别方法来得知交通灯状态的。

4、红绿灯路口能自主转向

依旧是该红绿灯的场景下,测试车左转后,进入了左侧道路的最左侧车道,并且测试车左转的整个过程都非常流畅。另外,车辆左转过程中,小鹏P5的激光雷达扫描出的环境数据,可以很好地对前向摄像头获得的环境数据进行补充,使城市NGP功能作出的决策更为可靠。

值得注意的是,目前小鹏城市NGP还未正式推送,以上功能仍处于工程测试中。不过,小鹏方面表示,今年第二季度末正式在首批城市推送城市NGP。

二、高速NGP

1、自动选择最优车道

自动调速对于很多智能驾驶辅助系统来说,是非常基本的操作了。目前很多车型都能识别不同路段的限速标识,但如果要自动选择最优(最快)车道,就有难度了。

智能驾驶详解之小鹏NGP系列

使用过ACC自适应续航的车主都知道,ACC通常只能在驾驶者选择的车道进行自动跟车。而NGP可以在此基础上自主选择车道。例如进入主路后,如果最左侧道路环境状况好,它会自动检测并识别为最优/最快车道,随后NGP会提示变道信息并自动变道到左侧,非常的智能聪明。

2、自动超车

NGP的另一大功能就是可以自动超越慢车。比如在限速120公里的路段,如果前方车辆太慢,并且周围条件允许的情况下,系统会开启转向灯,发出语音提示即将向左/向右变道超车。整套流程下来,特别像老司机的风范。比如开启转向灯片刻后,车辆才会缓缓变道,随后提速超车,这个变道动作和加速动作都足够线性,一气呵成。我们印象中系统做出的动作难免有些生硬或者突兀。

3、合入主路和进出匝道

合入主路和进出匝道是NGP的又一大亮点功能,既然都会自主选择车道和超越慢车了,这合入主路是没什么问题的。NGP更强大的地方时其可以自动变道,并且进入匝道。

智能驾驶详解之小鹏NGP系列

在实际体验和测试中,当地图显示离砸到还有两公里左右的时候,NGP就开始控制车辆缓缓向右变道,在识别到后方无来车时,车辆逐条从左边车道变到最右车道,并最终成功进入匝道。这时匝道一般限速60km/h行驶,若是遇到比较急的弯道,也能根据路况进行减速、加速。

最后,在出高速路收费站时,NGP会自动退出并提醒驾驶员接管。这时NGP会出现强警告,语音播报+视觉提示+警示音+安全带预警,及时对车辆进行接管,保证行车安全。

三、VPA停车场记忆泊车

这是业内首个量产且不依赖停车场改造的“最后一公里”泊车功能,当前适用于搭载XPILOT 3.0系统硬件。

简单概括,该功能可以按照用户设定的路线,辅助驾驶员将车辆从路线起点开往路线终点,期间车辆可以自动转弯、会车、绕行、避让行人和其他车辆,并泊入终点附近已被系统记忆的车位。

目前,VPA停车场记忆泊车支持1000m,单车记忆100个地下停车场,在小区、公司、商场有固定停车位的话,使用起来非常方便。不过,为了安全和法规考虑,驾驶员需要坐在车里。

在对NGP的各项功能进行长时间体验后,小鹏NGP给电驹最大的感受有两点:

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1、易用性更高

小鹏NGP无疑是目前最好的自动导航辅助驾驶系统之一,NGP的易用和好用程度,完全不输给特斯拉的NOA,而且在与高德高精地图结合后,NGP更适应中国路况、更懂中国车主的驾驶习惯。

2、更安全、保守

相比特斯拉,小鹏NGP更加保守。举个例子,比如后方有车,并且离自己并不远,完全可以实现变道超车,但是小鹏NGP可能考虑到安全性,并没执行超车的动作。

不过,对于智能驾驶来说,保守显然并不是缺点。

NGP该如何使用?

NGP的使用方法也值得一说。

首先,当你坐上小鹏时,就需要全场看完NGP安全提升视频,并在手机端进行考试,经过这两道程序,就可通过APP扫描小鹏P7中控大屏上的二维码进行登录,并开启NGP自动导航辅助驾驶功能。

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里面的考试内容很有意思,都是关于自动驾驶和一些交通规则的问题,而且有很多的多选题,就和科目四考试一样。

当用户通过了11道题的考试,明确了NGP功能及操作规程后,便可以驾车上路行驶了。每位用户的安全考试只需进行一次,此后驾驶任何带有NGP功能的小鹏汽车,都无需再次考试。

另外,如果你的家人、朋友也想体验小鹏的NGP功能,那么你可以点击菜单里的“重温指南”,让他/她充分了解NGP知识、通过考试之后再上路。

小鹏这种“先学习后上岗”的方式,目的就是出于安全层面上的保守考虑。

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小鹏此前表示,由于P7、P5算力限制,不太会泛化释放无限制的点到点的能力,小鹏其计划在XPOLIT 4.0上,实现全场景的智能辅助能力上线,预计在在2023年上半年全面实现。

而小鹏G9正是搭载XPOLIT 4.0的首款车型。配合XPOLIT 4.0,小鹏汽车也将推出XmartOS 4.0,率先量产全场景AI视觉,提供点到点智能驾驶SR还原,率先量产3D界面,与环境3D模型直接交互,升级全场景语音2.0。

在未来的一个时间点,在XPOLIT 5.0上,小鹏汽车会把能力进一步泛化,实现全冗余的软硬件架构,到XPOLIT 5.0才算是真正实现智能辅助驾驶迈向自动驾驶。小鹏方面表示:“这个时间没有写,但是可以确定的告诉大家,这款车的整体架构设计已经完成”。

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