領(lǐng)航輔助是什么意思 領(lǐng)航輔助的技術(shù)與發(fā)展

原文標(biāo)題：淺談高階智能駕駛：領(lǐng)航輔助的技術(shù)與發(fā)展

2019年在國(guó)內(nèi)首次試駕特斯拉NOA領(lǐng)航輔助駕駛的時(shí)候，當(dāng)時(shí)興奮的覺(jué)得未來(lái)已來(lái);2020年在試駕蔚來(lái)NOP領(lǐng)航輔助駕駛的時(shí)候，頓時(shí)不敢小看國(guó)內(nèi)新勢(shì)力了；現(xiàn)在如果哪家電動(dòng)車不提供領(lǐng)航輔助功能都不好意思提自己是智能電動(dòng)車，哪家技術(shù)供應(yīng)商和從業(yè)人員不搭上這項(xiàng)配置都不好意思說(shuō)自己是做智能駕駛的。另外不少智駕科技公司也希望搭上領(lǐng)航輔助這個(gè)快車走向資本的圣殿。

那么領(lǐng)航輔助為什么在技術(shù)、人才資本角度都那么火？領(lǐng)航輔助到底是什么功能？他需要什么樣的軟硬件？它的未來(lái)發(fā)展會(huì)是什么樣的？

本文將試著從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的角度去看“領(lǐng)航輔助”，希望能給大家一些信息和啟發(fā)，本文內(nèi)容將分以下四個(gè)部分：

Why - 為什么領(lǐng)航輔助熱門？

What -什么是領(lǐng)航輔助？

How - 領(lǐng)航輔助需要什么樣的硬件和軟件？

Where - 領(lǐng)航輔助的發(fā)展與展望？

領(lǐng)航輔助-智能駕駛的前哨

領(lǐng)航輔助，這個(gè)中文名字一般人很少人聽(tīng)到，但是特斯拉的NOA,蔚來(lái)汽車的NOP、小鵬的NGP、長(zhǎng)城毫末的NOH、以及極狐的NCA、廣汽埃安的NDA，大家都被各家宣傳的耳熟能詳了。如果不是去仔細(xì)研究領(lǐng)航輔助，這些名字大家肯定都分不清楚。不知大家有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)？他們的首字母都是N，N都代表Navigation 也就是導(dǎo)航領(lǐng)航的意思，所以這些車企宣傳的這些字母功能統(tǒng)稱為領(lǐng)航輔助，也有人叫導(dǎo)航輔助。

它是當(dāng)前智能駕駛配置功能的熱門前哨。大家可以看到：各家汽車媒體都去測(cè)評(píng)這項(xiàng)功能的體驗(yàn)和性能，用來(lái)評(píng)判各家汽車產(chǎn)品的智能駕駛的技術(shù)。同時(shí)領(lǐng)航輔助也是當(dāng)前消費(fèi)者對(duì)于智能駕駛科技感最直觀的一項(xiàng)配置，汽車實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)消費(fèi)者對(duì)于高速領(lǐng)航輔助的問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查顯示42.24%的受訪者表示高速領(lǐng)航輔助是標(biāo)配，剛需；16.38%表示雖然不了解但是想試一試。

所以從技術(shù)科技感,體驗(yàn)感來(lái)看,領(lǐng)航輔助功能確實(shí)是最能體現(xiàn)智能駕駛綜合技術(shù)能力的一個(gè)指標(biāo)，同時(shí)對(duì)客戶感知體驗(yàn)來(lái)講，也確實(shí)是客戶生活場(chǎng)景需要和受益的一項(xiàng)功能。當(dāng)然最重要的是領(lǐng)航輔助也是通往高階智能駕駛的雛形。假以時(shí)日，主機(jī)廠在通過(guò)當(dāng)前功能應(yīng)用迭代有信心，政策法規(guī)到位的時(shí)候可以直接跨入到L4，所以當(dāng)前智能駕駛吸引了眾多技術(shù)人才和資本。

根據(jù)中金的預(yù)測(cè)2021-2025年期間，國(guó)內(nèi)高速領(lǐng)航輔助前裝市場(chǎng)規(guī)模有望從49.5億元，提升至474.2億元，期間CAGR達(dá)75.9%，城市領(lǐng)航輔助迅猛發(fā)展。另外艾瑞的預(yù)測(cè)，他把其他高速智能輔助也算上，其實(shí)其他功能的合集就可以組成高速領(lǐng)航服務(wù)，他的2025年預(yù)測(cè)規(guī)模和中金預(yù)測(cè)差不多，所以多方預(yù)測(cè)看好其市場(chǎng)規(guī)模巨大。

另一方面，中國(guó)智駕技術(shù)供應(yīng)鏈基本上已經(jīng)非常完備。在領(lǐng)航輔助駕駛中高精地圖如高德，百度，四維圖新，華為都是國(guó)內(nèi)品牌，目前基于AI芯片的智駕域控制器和軟件算法的國(guó)內(nèi)供應(yīng)商多達(dá)20家，競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，嗷嗷準(zhǔn)備尋找上車機(jī)會(huì)。所以領(lǐng)航輔助，天時(shí)地利人和成了中國(guó)智能駕駛的競(jìng)爭(zhēng)前哨。

領(lǐng)航輔助是什么意思

講了那么多領(lǐng)航輔助的重要性，那么到底領(lǐng)航輔助是項(xiàng)什么功能呢？字面理解“領(lǐng)航”就是需要帶路，一般的車輛都配普通的GPS地圖用來(lái)導(dǎo)航，帶有這類功能的車輛一般都配備了高精地圖，也就是由高精地圖領(lǐng)航輔助駕駛，這也就是它為什么叫領(lǐng)航了，此項(xiàng)功能是特斯拉率先發(fā)起的，另外特斯拉不用高精地圖而是用ADAS地圖（比普通GPS地圖信息更多例如包涵車道，彎曲率等高級(jí)屬性）來(lái)實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能的，國(guó)內(nèi)廠商都是配備高精地圖進(jìn)行領(lǐng)航輔助，另外目前此項(xiàng)功能從技術(shù)角度來(lái)看還是屬于L2， 所以依然是輔助駕駛功能，所以就叫領(lǐng)航輔助。

領(lǐng)航輔助的概念于2018年特斯拉首先創(chuàng)新上市，國(guó)內(nèi)蔚來(lái)2020年率先跟進(jìn)，小鵬，理想，智己，廣汽埃安，哪吒等等一眾跟進(jìn)，目前各家傳統(tǒng)品牌都在研發(fā)整合之中。領(lǐng)航輔助的功能總結(jié)是：乘客導(dǎo)航開(kāi)啟功能開(kāi)始后，一般在高精地圖或者ADAS地圖覆蓋區(qū)域，它可以讓車輛在車道保持居中行駛，根據(jù)導(dǎo)航設(shè)定線路，實(shí)際道路限速，車流狀況調(diào)節(jié)車輛速度，甚至變道輔助駕駛到達(dá)目的地。

根據(jù)它的使用場(chǎng)景可以分為：1.0 環(huán)路和高速封閉道路的領(lǐng)航輔助，當(dāng)前各家推出的領(lǐng)航輔助主要就是這個(gè)，他可以實(shí)現(xiàn)在半封閉道路無(wú)紅綠燈的高架或者高速領(lǐng)航輔助駕駛，進(jìn)出匝道，多條環(huán)路或者高速道路之間切換，當(dāng)然目前各家進(jìn)出匝道或者道路之間切換性能稍有差異。

2.0 城市道路的領(lǐng)航輔助，目前以小鵬,極狐,長(zhǎng)城為先鋒的企業(yè)計(jì)劃今年下半年將領(lǐng)航輔助推進(jìn)到城市道路，蔚來(lái)以及理想等都在2023年左右計(jì)劃推出。

城市領(lǐng)航輔助比高速以及環(huán)路，情況復(fù)雜很多，首先是交通環(huán)境復(fù)雜，有乘用車，小車，貨車也有自行車，電瓶車，還有各種井蓋路面破碎，甚至還有掉落物體等等，有大有小，有靜止有運(yùn)動(dòng)的，這些都給車輛視覺(jué)感知系統(tǒng)帶來(lái)挑戰(zhàn)，當(dāng)然還有紅綠燈，紅綠燈的不同的位置，不同光線下紅綠燈的表現(xiàn)等都是挑戰(zhàn)。

其次是，道路種類繁多，有多種實(shí)線虛線，也有各種不帶線的交匯口，還有一分二，甚至一分三的路口，還有不少環(huán)島，這些都給結(jié)合其他道路車輛情況下的路徑規(guī)劃增加了難度。最后，頻繁的加速減速給車輛的運(yùn)動(dòng)安全以及舒適控制帶來(lái)挑戰(zhàn)。而且當(dāng)前城市領(lǐng)航的體驗(yàn)度還嚴(yán)重依賴城市高精地圖，城市高精地圖的覆蓋率目前不高，即使是同一城市內(nèi)，比如由于政治安全考慮，北京五環(huán)內(nèi)，上海內(nèi)環(huán)都沒(méi)有高精地圖，所以我個(gè)人覺(jué)得今年體驗(yàn)不會(huì)太好，如果消費(fèi)者沒(méi)有嚴(yán)格監(jiān)控車輛，這個(gè)出現(xiàn)的事故會(huì)很多。

當(dāng)然城市領(lǐng)航輔助如果企業(yè)要偷懶那么可以簡(jiǎn)單做，就是以前德企發(fā)明的TJA,跟著車流跑，不變道，城市領(lǐng)航跟著高精地圖跑就行了，所以城市領(lǐng)航功能噓頭容易喊，但是真正體驗(yàn)可能會(huì)千差萬(wàn)別，真正考驗(yàn)各家功夫的時(shí)候了，我們下半年拭目以待。

領(lǐng)航輔助需要什么樣的硬件和軟件

領(lǐng)航輔助需要什么樣的軟件和硬件呢？其實(shí)我之前文章《智能汽車要用多少個(gè)攝像頭？分別干啥？什么原理？》介紹的L2++硬件都可以實(shí)現(xiàn)領(lǐng)航輔助駕駛這個(gè)功能。

但是領(lǐng)航輔助根據(jù)其使用場(chǎng)景發(fā)展步驟不同，其基本的硬件和軟件可以不同。我將領(lǐng)航輔助分的三個(gè)階段來(lái)講：

• 領(lǐng)航輔助1.0 - 環(huán)路以及高速半封閉場(chǎng)景。
• 領(lǐng)航輔助2.0 - 城市復(fù)雜道路 。
• 領(lǐng)航輔助3.0 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)領(lǐng)航場(chǎng)景。

領(lǐng)航輔助1.0的硬件基本感知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單使用5R1V - 5個(gè)毫米波雷達(dá)，其中1個(gè)長(zhǎng)距雷達(dá)用于探測(cè)前方實(shí)現(xiàn)縱向運(yùn)動(dòng)，加減速探測(cè)，4個(gè)短距雷達(dá)用于橫行運(yùn)動(dòng)，變道探測(cè)橫行車輛障礙物等；最少一個(gè)前視攝像頭用來(lái)感知道路線以及識(shí)別道路上物體等；一個(gè)高精地圖模塊；一套高精定位包括GNSS 以及IMU；當(dāng)然必不可少的處理器用來(lái)處理圖像AI以及雷達(dá)感知。

以上領(lǐng)航輔助1.0的硬件基本結(jié)構(gòu)，有毫米波雷達(dá)的環(huán)繞探測(cè)可以在封閉道路實(shí)現(xiàn)縱向和橫向運(yùn)動(dòng)，配合高精地圖的領(lǐng)航，前視攝像頭和感知定位可以實(shí)現(xiàn)在車道內(nèi)行駛，同時(shí)攝像頭也負(fù)責(zé)物體識(shí)別，攝像頭200w像素就可以。對(duì)于芯片算力，拋開(kāi)特斯拉的特殊情況，其他國(guó)內(nèi)品牌由于采用高精地圖，所以他們其實(shí)對(duì)于AI處理器的TOPs要求不高，畢竟前視覺(jué)攝像頭的處理基本上為車道線識(shí)別和簡(jiǎn)單的物體識(shí)別，所以可以看到TOPs 10 以內(nèi)都足夠。典型1.0的代表為蔚來(lái)最初上領(lǐng)航輔助的ES8,理想one以及魏派摩卡。但是伴隨著城市領(lǐng)航輔助的開(kāi)始，以及記憶泊車等的融入，以上硬件結(jié)構(gòu)就顯得不夠用了,所以領(lǐng)航輔助2.0的硬件迅速拓展升級(jí),同時(shí)這個(gè)時(shí)候各個(gè)主機(jī)廠更愿意讓硬件先行后期功能通過(guò)OTA方式進(jìn)行釋放。

所以到領(lǐng)航輔助2.0，高精地圖和高精定位IMU依然是標(biāo)配,但這個(gè)時(shí)候攝像頭更加重要了，如我之前文章《視覺(jué)為王-小鵬以及特斯拉的自動(dòng)駕駛方案》講到攝像頭呈現(xiàn)360圍繞的感知布局來(lái)對(duì)環(huán)境的感知。另外一點(diǎn)是激光雷達(dá)開(kāi)始上車，他的作用我在文章《智能駕駛要用多少個(gè)激光雷達(dá)？分別放在哪里？什么作用？》中分享了不少，應(yīng)對(duì)靜態(tài)物體，光線干擾等非常有效。所以隨著傳感器數(shù)量的增加特別是攝像頭數(shù)量以及像素的增加例如800萬(wàn)像素，那么對(duì)于智駕系統(tǒng)的處理器TOPS越來(lái)越高，基本都是幾百TOPS，高的超過(guò)1000TOPS。

總結(jié)領(lǐng)航輔助2.0硬件，主要是增加覆蓋360度視覺(jué)感知，高像素800w攝像頭，以及激光雷達(dá)，和超過(guò)幾百TOPS的處理單元。

另外2.0時(shí)代的硬件開(kāi)始集成行車和泊車功能，也就是大家常常聽(tīng)到的行泊一體。當(dāng)然這些高達(dá)1000多TOPS的處理器應(yīng)對(duì)當(dāng)前的功能應(yīng)該是有余，但各家都在走軟件定義汽車的方向，預(yù)埋超前的硬件以讓未來(lái)有更多通過(guò)OTA拓展功能的空間。典型代表就是蔚來(lái)ET7，理想L9《理想L9的智能座艙，駕駛技術(shù)以及供應(yīng)鏈》，極狐花為版，小鵬G9等。

至于軟件算法方面，硬件1.0時(shí)代主要是強(qiáng)依賴高精地圖的方式，所有算法都簡(jiǎn)單圍繞前視攝像頭進(jìn)行車道識(shí)別，物體識(shí)別，而此類算法已經(jīng)相對(duì)成熟而且都有一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)喂養(yǎng)，基本上不需要應(yīng)用方進(jìn)行過(guò)多的訓(xùn)練，然后以雷達(dá)為冗余的方案實(shí)施環(huán)路和高速等封閉道路的領(lǐng)航輔助。

但是到了2.0硬件時(shí)代，其實(shí)也可以用1.0的攝像頭算法和高精地圖加上激光雷達(dá)和雷達(dá)的冗余算法方案，但是肯定不會(huì)那么智能，他是被動(dòng)響應(yīng)的，例如遇到車與車或者其他交通使用者的negotiation交互的時(shí)候。這個(gè)時(shí)候視覺(jué)攝像頭的360度環(huán)繞下的BEV（鳥(niǎo)瞰圖）算法就給了智能駕駛太多想象空間了，在典型的自動(dòng)駕駛算法堆棧中，行為預(yù)測(cè)和規(guī)劃通常在這種自上而下的視圖（或鳥(niǎo)瞰圖，BEV）中完成，自動(dòng)駕駛汽車所需的大部分信息可以是方便地用 BEV 表示，這樣就可以根據(jù)實(shí)時(shí)交通情況預(yù)測(cè)和規(guī)劃路徑，此類算法在國(guó)內(nèi)應(yīng)用還在摸索中，算法訓(xùn)練還需巨大數(shù)據(jù)。

特斯拉的NOA就是采用BEV算法方案和ADAS地圖而非昂貴的高精地圖，所以這個(gè)算法如果成熟了的話，當(dāng)前800萬(wàn)像素以及配合激光雷達(dá)的硬件可以精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)無(wú)高精地圖下的領(lǐng)航輔助，這也就是今年大灣區(qū)車展上華為余承東說(shuō)“有車路協(xié)同、高精地圖協(xié)同更好，沒(méi)有我們也能做好。未來(lái)不能過(guò)分依賴于高精地圖、車路協(xié)同，（否則）自動(dòng)駕駛和智能駕駛的能力就上不去。”背后的含義。

至于領(lǐng)航輔助3.0呢，其實(shí)2.0時(shí)代的不少新勢(shì)力已經(jīng)都把硬件配置堆上去了，只等軟件迭代成熟發(fā)布。

領(lǐng)航輔助的技術(shù)與發(fā)展

領(lǐng)航輔助在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅猛，領(lǐng)航輔助開(kāi)始于2018-2020年，首先為半封閉場(chǎng)景相對(duì)簡(jiǎn)單的環(huán)路，高速；接下來(lái)是2022年城市領(lǐng)航輔助開(kāi)啟元年，基本上未來(lái)兩三年的時(shí)間會(huì)有大量產(chǎn)品跟進(jìn)；再接下來(lái)的發(fā)展會(huì)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)領(lǐng)航輔助，其實(shí)現(xiàn)在的“行泊一體”硬件概念就是這項(xiàng)功能的萌芽，預(yù)計(jì)兩年左右也就是2024年左右會(huì)落地點(diǎn)對(duì)點(diǎn)領(lǐng)航輔助。

當(dāng)前再售車輛的高速領(lǐng)航輔助的瓶頸，主要有，非常強(qiáng)依賴高精地圖，由于維修或者改道的環(huán)路以及高速道路縮小，領(lǐng)航輔助車輛會(huì)視而不見(jiàn)以高精地圖為準(zhǔn)，這很容易引發(fā)事故。

而城市領(lǐng)航功能，目前僅僅小鵬和極狐華為非常少量的工程測(cè)試版視頻放出，但可以肯定的是，依然會(huì)非常強(qiáng)依賴高精地圖，那么根據(jù)城區(qū)高精地圖覆蓋情況，剛開(kāi)始體驗(yàn)不會(huì)太好，另外城區(qū)道路的無(wú)保護(hù)左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)甚至各類轉(zhuǎn)盤(pán)，三岔口都會(huì)是難題，目前只能等各家出來(lái)拭目以待，但可以肯定是軟件的迭代可以給這些問(wèn)題帶來(lái)不斷的優(yōu)化。點(diǎn)到點(diǎn)的領(lǐng)航輔助會(huì)是這項(xiàng)領(lǐng)航功能的終點(diǎn)，它是泊出車位，城市領(lǐng)航，高速領(lǐng)航，泊入車位的功能集合。所以這也是為什么當(dāng)前大家都很熱門的提“行泊一體”。因?yàn)檎切枰熊嚥窜囘@些功能都有，才能走向點(diǎn)到點(diǎn)的領(lǐng)航輔助。要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)領(lǐng)航輔助目前主要依賴以下技術(shù)點(diǎn)：

• 行車：城市，環(huán)路，高速高精地圖覆蓋情況，感知分類識(shí)別算法，BEV算法
• 泊車：停車場(chǎng)高精地圖覆蓋情況，SLAM即時(shí)定位和構(gòu)圖

難點(diǎn)，行車有無(wú)高精地圖,如果沒(méi)有高精地圖情況下BEV算法是否能夠穩(wěn)健覆蓋。泊車的時(shí)候停車場(chǎng)是否有高精地圖，沒(méi)有高精地圖的情況下，室內(nèi)SLAM泊車是否能夠覆蓋，如果是室外停車場(chǎng)，室外SLAM是否有效。當(dāng)前小鵬量產(chǎn)的記憶泊車主要是基于室內(nèi)SLAM構(gòu)建，室外SLAM由于場(chǎng)地寬闊特征遠(yuǎn)，陽(yáng)光差異大都是當(dāng)前算法難點(diǎn)，目前廣汽傳祺表示其最新的影酷實(shí)現(xiàn)了（由于缺少視頻和實(shí)際體驗(yàn)，真實(shí)性不得而知，有資料或者知道的可以留言分享），另外基于激光雷達(dá)上車的車型或許給室外SLAM增加了更多可能和穩(wěn)健性。當(dāng)然對(duì)于泊車方面也是比較大的課題，例如停車場(chǎng)地圖眾包，生態(tài)管理都可能不是技術(shù)是一個(gè)生態(tài)構(gòu)建問(wèn)題，有機(jī)會(huì)再寫(xiě)。最終其實(shí)如果點(diǎn)對(duì)點(diǎn)領(lǐng)航輔助打通，未來(lái)隨著各家對(duì)技術(shù)和算法的不斷成熟迭代的信心，加上政策法規(guī)的配套，L4還會(huì)遠(yuǎn)么？

參考文章以及圖片

1. A Sim2Real Deep Learning Approach for the Transformation of Images from Multiple Vehicle-Mounted Cameras to a Semantically Segmented Image in Bird’s Eye View* - Lennart Reiher1 and Bastian Lampe1 , Lutz Eckstein2Attention Is All You Need - google （特斯拉等一眾宣傳transformer技術(shù)的源頭）Monocular BEV Perception with Transformers in Autonomous Driving - Liu Patrick Langechuan Liu（Langechuan Liu小鵬汽車自動(dòng)駕駛算法類總監(jiān)）AI+汽車：AI賦能自動(dòng)駕駛發(fā)展，領(lǐng)航輔助功能加速滲透 - 中金（此報(bào)告中金引用vehicle不少信息但出處寫(xiě)的是轉(zhuǎn)載我文章的出處）2021中國(guó)智能駕駛行業(yè)研究報(bào)告 - 艾瑞咨詢角逐升級(jí)：中國(guó)速度引領(lǐng)自動(dòng)駕駛 嶄新未來(lái) - 畢馬威智能網(wǎng)聯(lián)汽車高精地圖 白皮書(shū) - 中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟巨頭林立，盤(pán)點(diǎn)全球15家高精地圖耕耘者-導(dǎo)航圈