通用Super Cruise和特斯拉Autopilot,到底有什麼不一樣?
要說2018年自動駕駛領域的趨勢,應該是越來越多的駕駛輔助系統開始進入我們的生活。
比如2018款凱迪拉克CT6搭載的
詳解通用Super Cruise超級巡航系統,以及它的13個為什麼。這是通用在漸進式發展路線上第一個投入市場的L2自動駕駛系統,可以讓你在高速公路放開雙手雙腳,由車輛自己在單車道內駕駛。
還有一個代表是特斯拉的Autopilot。這款系統進入市場的時間更早,開啟場景主要也是高速公路,搭載系統的車輛可以保持在車道內行駛並應對不同狀況,在一定程度上解放了司機。馬斯克2號的時候還在預告,最新一版升級已經進入了最後測試階段。
因為兩套系統同屬SAE L2,因此很多人好奇Super Cruise和Autopilot到底有什麼不同,所以就有了這篇文章的對比。
開始之前,我們先做一些說明。
第一,和Super Cruise一步到位的思路不同,特斯拉採用的是預裝硬體系統,之後OTA更新的方式獲得越來越多的高級功能,因此我們每隔一段時間看到的Autopilot都不一樣。目前特斯拉已經公布了Autopilot1.0、Autopilot2.0和Autopilot2.5多個版本的信息。這為車雲菌的比較分析帶來了一些難度。
從Autopilot1.0到Autopilot2.0升級中,硬體軟體上都有不小變化,為了了解兩款系統的迭代思路,車雲菌選擇摘取Super Cruise與Autopilot1.0、Autopilot2.0增強自動輔助駕駛選裝包(截至2018年2月5日實現的功能)進行橫向比較,同時兼顧兩家公司整體的自動駕駛發展策略分析。
第二,比較維度。SAE J3016自動駕駛分級為比較同級別系統給出的一些參考維度。另外,自動駕駛系統往往分為硬體和軟體部分。硬體部分包括感測器配置、計算平台,執行機構,軟體部分包括定位策略和決策控制演算法,都會用在這次對比中。
建立在上面的基礎上,我們做了這個表格,接著車雲菌會做一些詳細分析。
L2功能比較
大家在了解自動駕駛汽車時,都會用SAE的分級來幫助大概了解系統水平。但實際上,SAE J3016也對了解同級別系統的細節,提供了比較的方法。其中比較重要的三個參數是設計運行範圍(ODD)、動態駕駛任務(DDT)和動態駕駛任務支援(DDTFallback)。
1.設計運行範圍(ODD)
可以理解成自動駕駛汽車安全工作的環境,包括車輛自動駕駛時的Speed速度(高速、低速等)、Geography地形(平原、山地等)、Roadway路面情況(直路、彎路等)、Environmengt環境(天氣、氣候、基礎設施等)、Traffic交通情況(簡單、複雜、違規行為、路線固定等)、Temporal 時段(白天、晚上)……
兩個系統都十分依賴車道線。Super Cruise僅在分車道高速公路(設置有明確的上/下匝道)上可被使用,白天/黑夜均可使用,雨雪霧等極端天氣下,會根據對感測器工作的影響程度判定功能是否開啟。工作速度是0-89英里/小時(約0-143公里/小時)。
雖然很多粉絲在城市環境試過Autopilot,但特斯拉官方給出的啟用範圍依然是高速公路和行車緩慢的路段。在Autopilot1.0時,速度被限定在90英里/小時(約144公里/小時)以內。Autopilot2.0還在用新硬體實現Autopilot1.0的功能,為此特斯拉一直在對限速進行調整。
2.動態駕駛任務(DDT)
在道路上駕駛車輛需要做哪些操作和決策,包括通過方向盤來對車輛進行橫向運動操作、通過加速和減速來對車輛縱向運動方向操作、通過對物體和事件檢測、認知歸類和後續響應,達到對車輛周圍環境的監測和執行對應操作、車輛運動的計劃還有對外的傳遞信息。
對於動態駕駛任務方面,Super Cruise和Autopilot在縱向控制方面,ACC都能以非跟車和跟車的形式開啟系統。有明顯差異的是變道。Super Cruise是一個單車道L2自動駕駛系統。如果你需要變道,就撥動轉向撥桿後,自行觀察周圍情況、控制方向盤變道,完成變道操作後,系統會自動運行。
Autopilot系統開啟時,為了改變車道,駕駛員必須首先在視覺上確認這是安全的,就像他在手動駕駛時一樣。然後,他必須在握住方向盤的情況下通過啟動轉向信號來表示改變車道的意圖。車輛自己會響應駕駛員的命令換道。
值得注意的是,對於Autosteer功能,特斯拉表示橫向控制還要謹慎使用,Autosteer還是Beta版本,還是會有一些未知的問題,用戶需要選擇性開啟。
3.動態駕駛任務支援(DDTFallback)
是指自動駕駛系統在設計的時候,要考慮系統性的失效(導致系統不工作的故障)發生或者出現超過系統原有的運行設計範圍之外的情況,這是系統怎麼樣給出最小化風險的路徑。
在著名的致命事故之後,Autopilot為了防止駕駛員雙手離開方向盤,會每隔一段時間提醒司機接管。當雙手不對方向盤施加壓力之後十幾秒,系統先給出輕度提醒,如果駕駛員不予理會,提醒級別會升級,最終車輛會自動減速到停車,自動退出 Autopilot 模式。這時你必須置於停車狀態才能重新啟用它。
對於Super Cruise來說,當駕駛員注意力保持系統監測到駕駛員有分心狀態,或者駕駛環境超出了系統的掌控範圍,比如說車道線不清昕,GPS信號弱等,系統會提示駕駛員馬上接管車輛。
失效時會分為3級預警。一級預警在5秒鐘之內得不到反饋時,系統會自動進入二級預警,綠色閃爍變成紅燈閃爍的同時,會伴有警報聲或者座椅震動(用戶可以自行設置預警方式),如果10秒鐘之內,駕駛者仍然沒有將手放到方向盤上,則進入三級預警,安吉星後台話務員將會接入,Super Cruise功能被停止使用,儀錶盤上的圖標消失,再次使用需要停車重新點火啟動車輛。當然,如果三級預警下駕駛員仍然沒有將手放到方向盤上,系統會判定車輛已經處於失控狀態,會自行剎車停止在當前車道上。
值得一提的是監管駕駛員的方式。特斯拉看住駕駛員的方法一直是靠的方向盤壓力,於是出現了很多駕駛員用方向盤卡橙子、方向盤掛水瓶的方法,避免系統的「嘮叨」。相比之下,Super Cruise已經解放了駕駛員雙手,用帶有紅外的攝像頭(可以在夜間監控人臉)監測駕駛員狀態,在駕駛員注意力不在路面的時候提醒接管。
Autopilot似乎也已經意識到這個漏洞帶來的安全隱患。有細心的人發現,在Model 3上開始出現一枚看向車內的攝像頭,雖然尚未激活,但是特斯拉很可能也要藉助車內攝像頭來盯緊司機了。
軟硬體配置比較
先看硬體配置。據車雲菌了解,Super Cruise和Autopilot主要的前向功能都是靠一個前視攝像頭和前向毫米波雷達實現的。
有媒體報道稱,即使是在Autopilot2.0(馬斯克曾表示,Autopilot2.0的這套硬體裝備是要實現全自動駕駛的)里,特斯拉使用的自主研發視覺系統有8個攝像頭(因為之前與Mobileye的分手),但特斯拉一開始也只打算用1個前視攝像頭和1個毫米波雷達來追平Autopilot1.0的功能,一些愛好者還用遮擋攝像頭的方法測試過這一點。後來Autopilot2.0啟用了三目中的另一個前向攝像頭,可以在實現相同功能的同時,達到更好的決策效果。
不同之處在於,Super Cruise在車身一周的感知上,加入了更多的冗餘,盡量保證一個方向有攝像頭和毫米波雷達兩種感測器。特斯拉在Autopilot2.0用上的四個攝像頭應該是三目攝像頭和一個後視攝像頭,車身兩側沒有形成「環視+超聲波」的「雙保險」。
在計算平台方面,我們沒有獲得CT6的詳細信息。不過從Autopilot1.0到Autopilot2.0的變化,我們驗證了一個趨勢—— Autopilot1.0的計算利用了一部分媒體控制單元的MCU,到Autopilot2.0就選用了專門的自動駕駛計算平台,包括最近傳出特斯拉的硬體更新預告和自研片上系統傳聞,都代表了隨著自動駕駛發展,晶元需要重大升級,主機廠和晶元公司會越走越近。
在導航方面,Super Cruise和Autopilot都使用了高精度GPS和慣性測量單元來幫助定位,Super Cruise的定位精度達到了車道線級別。雙方明顯的差異點在於地圖。雖然馬斯克在Autopilot1.0發布的國外記者會上表示,Autopilot會用到更高精度的自動駕駛地圖來輔助導航,但是一些Bug和功能限制表明,Autopilot很可能還是用的普通電子導航地圖。
Super Cruise已經率先用上了自動駕駛激光雷達地圖,提供道路曲率數據、車道編號、上/下匝道及其它道路屬性信息。通用每個季度都會通過OTA的方式更新自動駕駛地圖數據。大家都知道高精度的地圖是自動駕駛必不可少的工具,在駕駛輔助功能上用上高精度地圖,Super Cruise在決策和控制方面起到的安全效果十分明顯。比如在上下匝道時的安全保障,配合車輛的轉向、剎車等控制系統,從而幫助車輛更好地進行預測、轉向,實現安全控制。
而且據消息稱,特斯拉在Autopilot2.0中會用上自動駕駛地圖(合作夥伴很可能是Mapbox和Valhalla),目的是在完整版功能里,實現「從一條高速公路切換至另一條,在接近目的地時駛出高速」這兩個動作。
另外軟體演算法方面,車雲菌認為測試也是一個比較維度,因為茁壯的軟體需要不同環境下的道路數據來餵養,這些數據就來自漫長的測試。
通用方面並沒有表態是否對Super Cruise進行軟體升級,只明確說明會進行自動駕駛地圖的更新。但通用在全自動駕駛測試方面的投入巨大,是測試車隊規模最大的主機廠之一。今年年初,通用正式發布第四代自動駕駛汽車,並向美國高速公路安全管理局(NHTSA)遞交了申請,計劃在2019年將這款自動駕駛車輛投入應用。屆時通用就會在實際運行環境中收集數據,這種方式收集的數據會更有針對性,並且為商業化積累經驗。
而特斯拉所有的存量車都會成為自動駕駛測試車,由於它擁有數目龐大的客戶群,這個非自發組成的車隊通過藉助車內的「影子模式」來實現對自動駕駛技術的測試。在Autopilot1.0更新為Autopilot2.0時,特斯拉官宣已經累積了13億英里的Autopilot1.0數據,「幾乎所有」數據都對Autopilot2.0有用。
車雲小結
總體來看,Super Cruise在安全上考慮的更多一些,感知方面用了更多感測器和地圖冗餘來保證安全。Autopilot功能上更加豐富,馬斯克不斷用預告、更新的方式,以傳統車企無法比擬的速度往前推進著Autopilot的升級,但用戶使用仍待完善的Beta版本,一直是個爭議話題。
如果只看當下,兩家出身不同的公司,因為各不相同的DNA,產品上一個更保守,一個更激進。但看向未來,他們選擇了不同的方法來實現自動駕駛的終極理想和階段目標。
眼下的高低不是所有自動駕駛公司的最終目標,畢竟在技術沒有全部實現之前,任何自動駕駛系統都只是過渡版本。
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