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高通的“自驾车”里究竟有什么秘密?

时间:2019-02-01 作者:Junko Yoshida 阅读:
在1月初举行的年度国际消费性电子展(CES 2019),高通(Qualcomm)发出了一个明确的讯息:这家手机芯片巨头准备投入高风险的高度自动驾驶车辆大战。
在1月初举行的年度国际消费性电子展(CES 2019),高通(Qualcomm)发出了一个明确的讯息:这家手机芯片巨头准备投入高风险的高度自动驾驶车辆大战。

在CES展期间,高通也准备好让特定人士私下一窥其“秘密自驾车计划”;不过当然,一旦公司开始谈论“秘密计划”时,它就不完全是秘密了,不是吗?而显然在拉斯韦加斯所提出的想法,不会只停留在那里。VNNEETC-电子工程专辑

高通的自驾车策略有以下三个重点:VNNEETC-电子工程专辑

1.高通提供不同等级的自动驾驶解决方案,相当重视可扩充性和成本效益;VNNEETC-电子工程专辑

2.高通在软件工程/处理方面的实力是很强的,将其软件与算法运用在目前商业上正在使用的传感器技术,以获得更好的成果(高通不开发摄影机、雷达或光达);VNNEETC-电子工程专辑

3.高通将“连结性”(connectivity)视为其自驾车策略与未来汽车的发展重心,连结性促进了车辆安全,并透过蜂巢式V2X (C-V2X)或无线(over-the-air)软件更新,来增加车辆功能。VNNEETC-电子工程专辑

市场研究机构Strategy Analytics汽车电子服务部门总监Ian Riches表示,高通认为连结性是“任何自动化策略的基石;”他指出,高通正透过5G技术及C-V2X方面的成功优势,寻求与竞争对手的差异化。例如高通和福特(Ford)在CES期间宣布在“C-V2X全球计划”(C-V2X Global Initiative)上进行合作;他们的明确目标是“提高车辆安全、交通效率和支持自动驾驶。 VNNEETC-电子工程专辑
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除了连结性之外,还不清楚高通在自驾车平台上有什么策略;Riches表示:“高通擅长设计强大的 SoC如Snapdragon,虽然就其本身而言可能不需要这样的处理器…”VNNEETC-电子工程专辑

在Riches看来,功能强大的自驾车将需要采用Snapdragon处理器,“某种形式的神经网络加速器将形成一个可用的平台;”他提到有报导指出,特斯拉(Tesla)透露其新一代自动驾驶辅助功能“AutoPilot V3”将采用三星(Samsung) Exynos SoC (与Snapdragon的功率/架构大致相似)和特斯拉自己设计的加速器。VNNEETC-电子工程专辑

高通的优势之一就是时间。现在汽车制造商的注意力正从全自动驾驶转向驾驶辅助系统,理论上,高通很有可能找到会采用其技术的一些方案。VNNEETC-电子工程专辑

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另一家市场研究机构Moor Insights and Strategy的总裁暨首席分析师Patrick Moorhead表示:“我印象深刻,因为(高通)还没有正式进入自动驾驶技术领域。这让我想起了在L2和 L3自驾车内的经验。”VNNEETC-电子工程专辑

高通的自驾车里有什么?

首先,让我们来谈谈高通的自动驾驶测试车。事实证明,这家手机芯片大厂已经取得在美国加州测试自驾车的DMV牌照,也在内华达州获得驾驶许可。 在CES期间,高通也邀请众多贵宾试乘其自驾车。VNNEETC-电子工程专辑

那么,高通自驾车内部包含哪些零组件?首先包括7架360度环景摄影机、四个角落的前/后向长距离雷达和短距离雷达、用于定位的GNSS天线、车内摄影机机数组则用于视觉增强精确定位(Vision Enhanced Precise Positioning,VEPP;稍后将对此进行更多介绍)和前视感知(forward-view perception),以及以Snapdragon车用处理器为基础的Drive Data Platform 。VNNEETC-电子工程专辑

这辆测试车没有搭载光达。高通汽车事业部产品管理总监Anshuman Saxena明确表示:“我们并不是说不需要光达(lidar),光达具备某些功能。然而,我们的重点是提供车厂具有合适成本的(自动驾驶)技术解决方案。在高通看来,汽车制造商可以在没有光达的情况下制造出搭载先进驾驶辅助系统技术的汽车。VNNEETC-电子工程专辑

但高通的测试车能达到那个自动驾驶等级?Saxena婉拒对此发表评论,他对EE Times记者表示,“我们不将其定义为Level 2、Level 2+ 或Level 3;”他形容该公司提供的服务是“自导航高速公路自动驾驶(self-navigation highway autonomous driving)。”VNNEETC-电子工程专辑

这是什么意思?他解释,高通的自驾车除了一般的车道维持(lane-keeping)和自动紧急煞车系统外,还能在高速公路上进行“动作和轨迹规划(maneuver and trajectory planning)”;根据高通的说明,使用摄影机和雷达进行对象融合(Object-level fusion),将达到自驾车在行为预测和行为规划中所需的“分类、范围和速度”。VNNEETC-电子工程专辑

举例来说,其他车辆的行为预测是透过“运动模型和闪光灯/煞车检测”而实现,高通称其自驾车能够规划驾驶行为,包括“车道维持、让车、切换车道”;而高通的自驾车并非完全自动驾驶,司机在需要的时候仍得接手。VNNEETC-电子工程专辑

高通的自驾车根据Drive Data Platform而设计,拥有四个模块,每个模块采用公司的第二代Snapdragon车用处理器。这个平台为了实现可扩充性而推出,以满足汽车OEM制造商所需的自动驾驶级别,可以添加模块,如下图所示。VNNEETC-电子工程专辑

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高通的自驾车平台(图片:EE Times)VNNEETC-电子工程专辑

Saxena提到,高通目前正在研发第三代Snapdragon汽车处理器,只需在平台上使用三个模块,就可以组装相同的自驾车。不过,该公司尚未透露其第二代或第三代处理器的细节。VNNEETC-电子工程专辑

高通并不生产雷达,但加入深度学习功能到目前市场上的雷达,该公司认为能提升雷达的性能。例如,透过使用高通内部开发的“雷达深度神经网络(Radar Deep Neural Network)”,该公司声称自驾车可以透过原始雷达讯号的信息产生许多功能。例如,一个2D边界框(bounding boxes)可以预测和分类路上的车辆,并感知卡车和汽车之间的区别。不过,高通希望透过使用增强型雷达,最终获得更高的分辨率和3D边界框。VNNEETC-电子工程专辑

高通的自驾车目标

Saxena表示,高通低调地开发自驾车平台上长达大约三年的时间。高通的目标是在自驾车计划中“利用我们已经拥有的大量资产”,为汽车产业提供具有成本效益和节能的解决方案。VNNEETC-电子工程专辑

该公司自驾车技术的有四个要素:定位、摄影机、雷达和蜂巢式V2X。Saxena 提到,高通专注于开发大量的感测和规划功能,最终达成“汽车看到我们周围的一切,它可以预测未来两到3秒内将发生什么事情。”他说, 高通的使命是追求效率,透过提升自动驾驶能力,我们希望尽可能减少司机驾驶的时间。VNNEETC-电子工程专辑

不过,这并不意味着高通急于为Level 4或Level 5车辆开发解决方案。高通公司指的是ADAS汽车所带来的“效率”,比如司机下车后,车子可以自己停进车库。VNNEETC-电子工程专辑

何谓VEPP?

也许高通在进行秘密自驾车计划时,最有趣的技术是所谓的“视觉增强精确定位(VEPP)”。根据高通的说法,VEPP“融合多个汽车传感器,包含全球导航卫星系统(GNSS)、摄影机、惯性测量单元(IMU)和车轮传感器,以提供更准确的全球车辆定位。VNNEETC-电子工程专辑

Saxena相信VEPP对于汽车OEM厂,将会被证明是一个“具成本效益的解决方案”, 因为它与现在车辆正在使用的传感器一样。VEPP并不依赖现有任何类型的地图。VNNEETC-电子工程专辑

被问到高通的定位技术时,技术顾问机构VSI Labs创办人暨首席顾问Phil Magney将VEPP描述为“车用资通讯系统(telematics)控制单元和高阶定位装置之间的组合”,他称其为“功能齐全的ECU,具有链接与校正功能,包括视觉里程表、惯性导航系统和地标定位。”VNNEETC-电子工程专辑

Magney表示:“VEPP能适用于具有主动ADAS和自动化功能的车辆,可藉此提高安全性和性能,并能启用一些需要精确定位才能实现的功能。有些例子像是加强车道指示(lane guidance)、路口穿越,以及在密集建筑物内和周围的导航。”VNNEETC-电子工程专辑

具体来说,高通称VEPP测试实现了“车道等级准确度(lane-level accuracy),精确度小于1公尺;”相较之下,根据高通的说法,目前采用GNSS 解决方案的车子,只有在开放天空的条件下,透过结合IMU和车轮感测器才能取得类似的结果。VNNEETC-电子工程专辑

VEPP的另一个优点是适用于具有挑战性的城市环境;高通表示,VEPP在停车场的整个行驶路线上所积累的误差“约为行驶距离的0.1%。”该公司补充:“这代表着目前惯性导航解决方案的重大进步。”VNNEETC-电子工程专辑

Magney告诉我们:“这个计划很明智,而且低调。”不过,他补充说,高通已经为此努力了几年:“他们在2018年CES上已经展出一些成果(尽管VEPP对我来说仍是一个新的字母缩写)。他描述高通的自驾车计划采用第三代Snapdragon平台,该平台负责C-V2X (链接)、信息娱乐、导航等;“现在它已针对地标定位进行了优化,与Mobileye REM和Nvidia Drive Localization平台非常相似。目的在于建立与维护精确地图的定位层(localization layer)。”VNNEETC-电子工程专辑

Magney对 VEPP仍抱持谨慎态度:“我们现在不知道它的效能如何,因为我们还没有对它进行测试;但他仍感到好奇:“通常情况下,提供精确定位需要一些昂贵的硬件,如差分全球定位系统或实时动态定位(RTK)校正。”VNNEETC-电子工程专辑

Strategy Analytics的Riches则对VEPP持疑;他告诉EE Times:“地图和定位要求仍存在许多不确定性,我不认为高通能透过VEPP来改变市场游戏规则。”他说这更像是“目前拼图中可能有用的一块;”他补充:“我们仍然看到很多人对增强型GNSS技术感兴趣,例如GM的SuperCruise采用Trimble RTX 解决方案。”VNNEETC-电子工程专辑

高通未来的自驾车发展

整体而言,分析师界对高通的自驾车规划抱持正面态度。IHS Markit的ADAS研究总监Egil Juliussen认为,高通对ADAS和自驾车有条理的做法,如同该公司目前应用于大多数汽车远程信息系统的调制解调器芯片一样成功。“他们花了几年时间,但高通对驾驶舱(cockpit)、ADAS和自驾车都采用了同样的策略。他解释说,高通可扩充的汽车SoC解决方案从其智慧手机业务中学到的经验,将会是高通的重要资产,可能与Mobileye的低功耗芯片解决方案旗鼓相当。VNNEETC-电子工程专辑

Juliussen和Linley Group的资深分析师Mike Demler都认为,高通的优势之一就是时间。Demler表示:“离开 CES,我看到这个产业的其他许多人对于全自动驾驶的态度,从一开始的狂热到现在呈现『退烧』迹象。不管早期的自驾出租车发展如何,人们意识到高度自动驾驶是一个长期的研发过程,至少在大规模建置方面是如此。”VNNEETC-电子工程专辑

因此Demler表示,高通可能在炫目的L4/L5自驾车发展上处于落后地位,但无论如何,还没有人从此赚到钱;大众市场还是会落在L2或现在较新的L2+ ,持续相当长的一段时间。VNNEETC-电子工程专辑

不过,Juliussen提醒大家:“我想知道的是生态系...高通如何透过自己公司的解决方案与打造车用主板的Tier 1和供货商之间建立一个生态系?”考虑到Intel Mobileye和 Nvidia 在ADAS和自驾车领域已经耕耘比较长的时间,他认为:“要淘汰既有公司总是很困难的,尤其是在汽车产业。”VNNEETC-电子工程专辑

换句话说,将设计好的解决方案导入到现有的自驾车中并不容易,Riches表示:“除非你发现他们在解决方案中做错了什么;”而被问到高通在汽车产业的未来发展时,他则指出:“高通最大的弱点仍然是(相对)缺乏功能安全的设计能力。”VNNEETC-电子工程专辑

高通的资深副总裁Nakul Duggal在接受EE Times专访时强调,该公司在开发汽车芯片时汲取许多教训;他甚至声称汽车“改变了公司的DNA”。VNNEETC-电子工程专辑

编译Patricia Lin;责编:Judith ChengVNNEETC-电子工程专辑

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Junko Yoshida
ASPENCORE全球联席总编辑,首席国际特派记者。曾任把口记者(beat reporter)和EE Times主编的Junko Yoshida现在把更多时间用来报道全球电子行业,尤其关注中国。 她的关注重点一直是新兴技术和商业模式,新一代消费电子产品往往诞生于此。 她现在正在增加对中国半导体制造商的报道,撰写关于晶圆厂和无晶圆厂制造商的规划。 此外,她还为EE Times的Designlines栏目提供汽车、物联网和无线/网络服务相关内容。 自1990年以来,她一直在为EE Times提供内容。
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