另辟蹊径！特斯拉依靠摄像头实现驾驶辅助

五新能源汽车领域“科技造车”的特斯拉一向都被当作风向标式的存在，从电池技术、驾驶辅助到无人驾驶，特斯拉总给人“走在前沿”的感觉，可这一次特斯拉决定弃用雷达，转而采用基于摄像头的感知法来实现驾驶辅助，还是让不少人吃了一惊“纯视觉”方案真的能维持特斯拉汽车驾驶辅助技术的安全性吗？特斯拉这一决定到底是节省成本还是技术升级呢？下面，就让我们一同来看看特斯拉这一次近乎“另类”的决定。

被疑开倒车的特斯拉

在新能源汽车智能化发展过程中，摄像头、毫米波雷达、激光雷达等传感器系统构成的驾驶辅助系统一直是极为重要的存在，而过去几年，特斯拉的Autopilot虽然不是真正的自动驾驶，只是介于L2～L3之间的辅助驾驶功能，但是在过去几年，依靠优秀的软件设计，搭配摄像头和毫米波雷达感测，让特斯拉Autopilot一直备受车主的喜爱。

而从今年5月开始，特斯拉创始人兼CEO马斯克（Elon Musk）就曾宣布，从2021年5月起生产的Model 3/Y，将不再配备毫米波雷达，与此同时，他们也将“純视觉”辅助驾驶功能全面应用到现有的特斯拉汽车上。

虽说大众对于特斯拉“放弃”毫米波雷达有了心里准备，但终归没想到来得这样快。近日，马斯克通过Twitter宣布，特斯拉将在未来三个星期内推出新版本FSD（Full Self-Driving）beta V9版本软件，系统将会以“纯视觉”架构来进行，也可称为“Tesla Vision”。

“我们终于可以消灭雷达了，它就像是自动驾驶车的拐杖，支撑了某些摄影机的缺陷。”马斯克说，如今特斯拉不再需要拐杖，只需要视觉就能达成同样效果。

话虽如此，可这样的说法似乎并不能让市场安心，毕竟单纯依靠摄像头实现驾驶辅助的做法多少有些另类，何况Model 3和Model Y是当前特斯拉销量最高的两款车型，用“拳头”产品践行想法多少让市场有些担心。

放弃雷达的苦果

对于电子化程度较高的新能源汽车产品而言，驾驶辅助系统往往关系着驾乘安全问题，特斯拉“另类”改变第一时间便成为市场关注焦点。

根据外媒《Carscoops》报道，Model 3由于改用特斯拉（Tesla）Vision视觉技术，不再被《消费者报告》列为最推荐车款，同时《IIHS》也计划取消该车的Top Safety Pick+进阶安全首选认证，关键就出在FCW前方碰撞警示与AEB主动刹停功能。

《消费者报告》与《IIHS》认为，改用特斯拉（Tesla）Vision视觉技术，可能会导致FCW前方碰撞警示与AEB主动刹停功能的侦测能力退步，其中《消费者报告》研究员Bryan Reimer质疑仅用镜头驱动的系统，是否能具备和雷达系统相同甚至更好的性能。

至于Model Y，该车虽然获得了美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的五星安全评级。但还没有获得IIHS的评级，该车在CR最新发布的可靠性调查中，仅获得“远低于平均水平”的评价。

NHTSA则在其官方网站上取消了2021年4月27日当天以及之后生产的Model 3和Model Y车辆评级页面上的复选标记，这意味着两款车型目前已不支持前方碰撞预警、自动紧急制动以及动态制动辅助功能。

CR与IIHS表示，取消特斯拉的最高安全评级称号，是因为它们的最高安全评级认证都需要车辆搭载电子安全系统才可以。

绕不开的安全问题

从机构、媒体到消费者，特斯拉依靠摄像头实现驾驶辅助的决策之所以引发大众关注，安全问题显然是首当其冲的。CR宣传副总裁David Friedman在一份声明中表示：“如果司机认为他们的汽车具备安全功能而实际上没有，这将从根本上改变车辆的安全状况。当他们认为这可以拯救他们的生命时，它可能根本做不到。”

同时，美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）已经调查了29起涉及特斯拉的事故，美国国家运输安全委员会建议NHTSA和特斯拉将Autopilot驾驶辅助限制在能够安全运行的道路上，并建议特斯拉安装更好的系统以确保驾驶员能够集中注意力。

相对于外界的担心，特斯拉自己反倒显得很淡定。对于特斯拉Autopilot自动辅助驾驶功能及其视觉处理系统“Tesla Vision”，马斯克曾评价，“一个好的视觉系统可以让你同时看到各个方向上的情况，它不像人眼会疲倦，反应也更灵敏，将实现更高水平的安全。”马斯克表示，安全至上是特斯拉坚守的基本准则，我的家人、朋友和孩子会驾驶或乘坐特斯拉，我必须要保证他们的安全。所以，特斯拉在设计时会尽一切努力使车辆实现最大化的安全。

有意思的是销量在华暴跌后，斯拉在官方微博发布了一篇标题为“Elon Musk：安全是我们设计特斯拉的首要目标”的文章，其中强调了特斯拉车型的安全性，并指出其“交通事故率已经优于行业平均水平，并且有信心能够实现全行业最高标准。”

但无论特斯拉如何强调自己的安全性，业界也普遍认为成本才是马斯克坚持力推“视觉系统”的主因，无论是激光雷达还是毫米波雷达，较摄像头的成本都要高出不少，而现阶段的特斯拉一直致力于电动车的全球普及，成本是不是一个重要的考虑因素。

看似一意孤行的特斯拉

宣布改用“Tesla Vision”到实施，特斯拉并未给消费者提出反对或质疑的权利，它甚至还提醒那些订购汽车尚未交付的用户可以在他们的在线账户中查看是否为其分配了一辆没有雷达的车辆，特斯拉方面强势的态度多少让消费者有些不满，以至于面对传感器削减问题时多少有些偏见。

当下，由摄像头、毫米波雷达、激光雷构成的等传感器系统构成的驾驶辅助系统中，特斯拉放弃了毫米波雷达，但并不意味着特斯拉真的就永远只搭载摄像头组成的纯视觉系统了。“Tesla Vision”抛出来没多久，就传出特斯拉与激光雷达公司Luminar签订了一份使用激光传感器技术进行测试和开发的合同。知情人士表示，作为协议的一部分，Luminar向特斯拉出售用于该辆Model Y上的传感器，不过无论是特斯拉还是马斯克都尚未对此事做出回应。

除了激光雷达会给人们留下念想外，依靠摄像头组成的纯视觉系统实现驾驶辅助并非特斯拉专利。早在2011年，Mobileye纯视觉前向防撞预警（FCW）在宝马、通用和欧宝品牌量产。2013年，Mobileye纯视觉车辆和行人自动紧急制动（AEB）在宝马和日产品牌量产。而2015年，Mobileye纯视觉全功能AEB已经进入多个OEM。

显然，纯视觉实现驾驶辅助并非特斯拉一家的坚持，其本身经过多年沉淀与发展已经相对成熟了，特斯拉割舍“毫米雷达波”的同时，原本“高贵”的激光雷达反而受到青睐，包括Mobileye、Apollo Lite在内，更多的汽车科技企业投入大量资源在激光雷达上，纯视觉实现驾驶辅助干掉了“毫米雷达波”的说法或许并不准确，毕竟当厂商们将资源放在激光雷达时，毫米雷达波的市场地位多少有些不稳了。

争议中的毫米雷达波

马斯克一直反对使用激光脉冲来探测物体的激光雷达技术，同样对使用无线电波来探测物体的雷达感到失望。马斯克称激光雷达是“拐杖”和“傻瓜”，说它太贵而且难以使用，但他还没有完全摒弃毫米波雷达。特斯拉打算在Model S和Model X車型以及中国生产的Model 3和Model Y汽车中保留毫米波雷达。

传统毫米波雷达在纵向测高能力上有所欠缺，可以理解为缺乏对垂直平面的“理解”能力。因为该“理解”能力缺失，导致毫米波雷达“看不出”比如桥梁、路牌的高度，在它的“眼”里，这些静止的物体都会被视为在地面这一平面。基于这样的前提，如果不把他们反射的信号全部过滤掉，毫米波雷达无疑就会发出前方有障碍的错误预警，造成“幽灵刹车”。但是，当桥梁、路牌下有静止车辆时，则可能会导致交通事故发生。

特斯拉曾经发生过几个撞向货车的事故，就是典型案例。其中，特斯拉的摄像头感知失效，无法识别出前方停下的货车。而毫米波雷达作为备用传感器，本应该识别出前方障碍物，并发出预警，但毫米波雷达也不起作用了。

传统毫米波雷达另一个局限是横向分辨率低，可以理解为对水平平面的“理解”能力薄弱。横向分辨率是指左右两个扫描的激光点形成的夹角，夹角度数越小，横向分辨率越高。如果和激光雷达相比，毫米波雷达的横向分辨率不具备优势。比如，特斯拉过去出现的问题：前面一辆车停在马路旁边，可能有半个车身在车道上，这个时候特斯拉会因为毫米波雷达的横向分辨率不足，识别不出车辆而更容易撞上去。

而在自动驾驶系统的开发、推广和营销方面，其他汽车制造商采取了不同的做法。通用的Cruise、Alphabet的Waymo、Aurora和其他公司在系统中除了摄像头外还包括毫米波雷达和激光雷达。虽然摄像头捕捉的视频可以由人类数据分析师进行标记，并由机器学习软件进行解释，但毫米波雷达和激光雷达传感器提供了额外的数据，可以为汽车提供一种更强大的方式来检测和避免道路上的障碍物，尤其是在能见度较低时，包括在夜间或恶劣天气下。

据Edge Case Research公司首席技术官、卡内基梅隆大学电子和计算机工程教授菲尔·库普曼（Phil Koopman）称，特斯拉今天应该可以依靠视觉系统提供一些功能，但以后可能需要重新引入雷达，以提供更先进的自动驾驶功能。

“SAE 2级（需要随时监控安全的人类驾驶员）使用的传感器可以由制造商自行决定。因此，他们可以只用摄像头，注意到人类处理摄像头不能处理的事情。”库普曼说。“特斯拉的功能目前只限于这个SAE 2级。如果将来特斯拉想达到SAE 4级（没有人类驾驶员安全监督的自动驾驶汽车），那么谨慎的做法是使用所有类型的传感器，包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达，可能还有其他。”

特斯拉真正依靠的并非摄像头

真正的自动驾驶或者无人驾驶需要多个传感器系统支持才能实现，而特斯拉当下决定依靠摄像头实现驾驶辅助的同时，也在推动激光雷达测试，实际上，摄像头系统并没有人们想象的过时和落伍，特斯拉驾驶辅助真正依靠的核心其实是一套AI算法。

在特斯拉Autopilot的深度神经网络中，其训练了一个高度精确的RNN，通过15帧照片/秒的、基于时间序列的视频来预测障碍物的速度和加速度。（Recurrent Neural Network，循环神经网络，顾名思义是基于环状神经网络传递和处理信息，通过“内部记忆”来处理任意时序的输入序列，以准确预测接下来即将发生的事情。

英伟达的AI博客曾举过一个经典的例子：假设餐厅供应是菜品规律是不变的，周一汉堡、周二炸玉米饼、周三披萨、周四寿司、周五意面。

对于RNN 而言，输入寿司并寻求“周五吃什么”的答案，Ta将会输出预测结果：意面。因为RNN已经知道这是一个顺序，而周四的菜品刚刚完成，因此接下来是周五的菜品是——意面。

对于Autopilot的RNN来说，给到当前汽车周围的行人、车辆和其他障碍物的移动路径，RNN就可以预测接下来的移动轨迹，包括位置、速度和加速度。特斯拉会将雷达和激光雷达（非量产车队，特斯拉内部的Luminar激光雷达车队）输出的正确数据与RNN识别的对象相关联，以准确估计对象属性，例如对象距离。在这个过程中，特斯拉开发了工具使得辅助数据与视觉数据的采集和关联实现了自动化，无须人工标注。此外，关联后可以自动生成训练数据用以训练RNN，从而实现高度精确地预测对象属性。

由于特斯拉在全球的车队规模已经超过100万辆，特斯拉得以在海量场景数据的训练下迅速改善其RNN的性能。而RNN一旦将预测的准确性提升到和雷达输出结果的同等水平，就会形成相对毫米波雷达的巨大优势，同样也会成为特斯拉在自动驾驶领域的一大利器。

走近特斯拉纯视觉FSD

“纯视觉”驾驶辅助意味着汽车摄像头拍摄到周边的画面，然后系统根据画面的信息，计算出周围的车辆、道路等信息。最直观的比喻，就相当是人的眼睛，我们人眼看到前面的信息后，大脑就会对这些信息做出判断，距离近了就刹车，距离远了可以加速跟上。纯视觉其实就是利用摄像头、系统算法等方式，模仿人在做的事。当然，人只有两只眼睛，而汽车可以装很多的摄像头，当摄像头足够多的时候，就可以完成车辆周围360°的覆盖，这样利用系统强大的算法，就能实时计算出车辆行驶时周围的路况，完成自动驾驶。纯视觉的特斯拉FSD到底已经做到什么程度了？马斯克提到的纯视觉、无雷达版本的FSD Beta 9.0版本，还没有正式推出，所以目前能体验到的最新版本是FSD Beta V8.2。这个版本应该是目前特斯拉正式推出的，纯视觉模式最新的版本了。

基础驾驶的部分FSD Beta V8.2的纯视觉工作模式已经基本可以满足使用的需求了，但是有一些特殊的路况下，还是会有处理不好的情况。比如左转之后，道路的左车道上停着车，FSD会默认跟在这些车后面，但是车停下来的位置位于十字路口中间，这就非常危险了。而此时，隔壁的车道却很空，而FSD并没有切换车道，只能人工干预进行操作。

总的来说，FSD Beta V8.2的纯视觉工作模式只能说基本可用，复杂一点的情况，处理的还不是很好。但马斯克也表示，即将到来的9.0版本，会有非常大的进步，到底如何，也只能等真的推出后才能判断。

急于突破的特斯拉

在FSD Beta V8.2效果并不让人满意，FSD V9.0版本渺无音讯的时候，特斯拉为何就要急匆匆"去掉"毫米波雷达，从而用大众认为有些另类的方式实现驾驶辅助呢？除其本身技术规划路线外，真的一点没有受到市场影响吗？

全球电动车的销量飙涨，根据EV Sales发布的数据显示，全球电动车累计销量已突破150万辆，占据全球汽车市场5.7%的份额。同时，电动车市场格局也发生了一些变化。一方面，特斯拉市场份额大幅下滑;另一方面，以福特为代表的传统车企的全新电动车车型在全球市场表现良好，市场份额逐步提升。

随着大众ID.3、福特Mach-E等车型的上市，竞争格局正在扭转。第一电动网此前发布的2021年全球新能源汽车4月销量数据显示，4月特斯拉全球销量环比暴跌71%，大众首次跻身全球前三。

同样是4月，特斯拉在中国市场的狂飙也停滞了。据乘联会数据显示，4月特斯拉销量为25845辆，环比3月下跌27%，其中14174辆为出口新车，这意味着特斯拉4月仅交付了11671辆，环比3月的35478辆暴跌67.1%。

面对传统车企大反攻，特斯拉基于突破的心态也就比较好理解了，相对于电池、电机等需要时间沉淀和突破的领域，更偏科技属性的AI软件显然更容易让特斯拉出位。

加码科技属性的特斯拉

除了驾驶辅助技术的变化外，特斯拉在运营模式上同样努力做着改变，而软件内容的付费订阅制一直是马斯克所希望达成的模式。

近期，有國外软件工程师对特斯拉最新的手机APP进行了反向工程，发现特斯拉正计划将保险和即将推出的付费模式FSD服务直接集成到手机APP中。一位Reddit用户名叫“Callump01”的软件工程师在对特斯拉APP的新版本进行反向工程后发现，内容新增了对保险服务的整合、“安全评价”功能，以及让车主可以看到驾驶方式变化如何影响保险费率的模拟功能。

通过这些，车主可以直接通过手机查看自己车辆的保险，而不用再打开保险公司的APP“安全评价”功能将显示驾驶者每次和每月的驾驶时长、使用自动驾驶功能的频率、ABS启动事件、前方碰撞警告、自动转向的介入、油门变化等等指标之后给驾驶者“及格”或“不及格”的评价。预计车辆需要拥有HW2或更高的硬件以及20121.4.12以上的软件版本。

新的模拟器可以根据ABS启动事件、行驶时长、强制的自动驾驶关闭、前方碰撞警告、不安全的跟随时间，以及油门和刹车强度等，查看车主的驾驶行为，并根据表现调整显示保费的最终价格。同时，付费模式的FSD也预示着即将推出。马斯克也多次表示过，特斯拉将在今年Q2推出FSD服务，而这些才能让特斯拉持续获得市场成长红利。

决定未来的智能驾驶

从技术改良与更迭到科技服务的推出，特斯拉各种调整与改变无非是布局未来，以期在智能驾驶时

写在最后：

特斯拉会成为汽车领域的苹果吗

特斯拉会成为新能源汽车领域的苹果吗？这或许不是你一个需要太多考虑的问题。从科技切入造车领域，特斯拉成功带领全球新能源汽车潮流的同时，更让特斯拉同苹果有了诸多相似之处，几经生死、细分市场龙头、开拓创新精神等等，尤其是同样以硬件产品切入市场，布局软件服务领域，都让人们有了更多想象空间。未来，随着越来越多传统汽车制造业企业和科技企业进入，特斯拉主动求变的“另类”决策或许会越来越多。