在解決自動駕駛問題的這場高風(fēng)險競賽中，多年來已經(jīng)出現(xiàn)了深刻的哲學(xué)和技術(shù)分歧。

一邊是幾乎整個汽車和科技行業(yè)，他們倡導(dǎo)一種叫做傳感器融合的概念——一種雙保險的方法，將攝像頭、雷達和激光雷達結(jié)合起來，構(gòu)建一個冗余的、多層次的世界視圖。

而另一邊，特斯拉孤軍奮戰(zhàn)，大膽而有爭議地押注于單一模式——純粹的、基于攝像頭的視覺。

特斯拉主動移除并禁用車輛上的雷達等硬件的決定遭到了廣泛的質(zhì)疑，但這一舉措源于其對人工智能和自然智能本質(zhì)的深刻理解和根本信念。要理解特斯拉為何做出這樣的抉擇，首先必須了解特斯拉究竟摒棄了什么。

什么是傳感器融合？

傳感器融合的概念相當(dāng)簡單。它旨在利用不同類型傳感器的獨特優(yōu)勢，構(gòu)建一個統(tǒng)一且高度魯棒的車輛周圍環(huán)境模型。每種傳感器都有其自身的優(yōu)缺點，理論上，融合它們可以彌補每種傳感器的不足。

攝像頭能夠提供最豐富、最高分辨率的數(shù)據(jù)，像人眼一樣感知世界的色彩和紋理。它們可以讀取路標上的文字，識別交通信號燈的顏色，并理解復(fù)雜的視覺環(huán)境。它們的主要缺點是容易受到惡劣天氣和弱光環(huán)境的影響，而且難以測量相對速度。

雷達在測量物體距離和速度方面表現(xiàn)出色，即使在惡劣天氣下也能正常工作。它可以輕松穿透雨、霧和雪，但其弱點在于分辨率較低。無論如何計算，要達到與單個攝像頭在單一方向上相同的分辨率，需要一個12英尺乘12英尺的方形雷達陣列，耗資數(shù)百萬美元。雷達能夠準確地告訴你某個物體在哪里以及它的移動速度——只要它在移動——但它難以識別物體的種類，也難以識別靜止的物體。

激光雷達的工作原理與雷達類似，但它使用激光，能夠創(chuàng)建環(huán)境的精確三維點云地圖。它在測量距離和形狀方面精度極高，因此可以構(gòu)建環(huán)境的高精度三維模型。其主要缺點是傳感器成本相對較高，以及在惡劣天氣條件下（尤其是在霧、雪和雨天）性能下降。激光雷達還有一個缺點：采集的數(shù)據(jù)量非常龐大，僅第一步的數(shù)據(jù)處理就需要巨大的計算資源。

這是業(yè)內(nèi)公認的方法，Waymo 和 Cruise 等公司都采用這種方法，將來自這三個地方的數(shù)據(jù)融合在一起，創(chuàng)建一個具有內(nèi)置冗余的系統(tǒng)。

特斯拉的起源：多傳感器方法

對許多人來說，這段歷史已被遺忘，但特斯拉最初并非只采用視覺輔助技術(shù)。從發(fā)布到 2021 年，早期的自動駕駛系統(tǒng)同時配備了攝像頭和前置雷達單元，這些雷達單元由博世等汽車傳感器專業(yè)公司提供。這是一種傳統(tǒng)的傳感器融合方案，其中雷達作為主要傳感器，用于測量前方車輛的距離和速度，從而實現(xiàn)諸如交通感知巡航控制和早期版本的 FSD Beta 等功能。

這種多傳感器方案多年來一直是標準做法。即使特斯拉開發(fā)了自己的定制版FSD硬件，人們?nèi)匀徽J為雷達會是關(guān)鍵組件，為蓬勃發(fā)展的視覺系統(tǒng)提供安全保障。然而，在2021年，特斯拉做出了徹底的轉(zhuǎn)變。

轉(zhuǎn)折點：特斯拉為何放棄雷達

這一轉(zhuǎn)變始于2021年夏季，當(dāng)時特斯拉宣布將從新款Model 3和Model Y車型中移除雷達，轉(zhuǎn)而采用名為Tesla Vision的純攝像頭系統(tǒng)。此舉源于埃隆·馬斯克的核心論點，即傳感器數(shù)據(jù)沖突的危險性——而他至今仍在堅持這一觀點。

當(dāng)兩個不同的傳感器系統(tǒng)提供相互矛盾的信息時，汽車會相信哪一個？哪個傳感器被認為是“更精確”或“更安全”的？這由汽車根據(jù)實際情況決定嗎？還是由工程師預(yù)先設(shè)定？傳感器信息不一致會帶來風(fēng)險，因為決策過程可能會使車輛陷入癱瘓，尤其是在安全至上的情況下。

這并非僅僅是哲學(xué)層面的爭論，特斯拉的FSD工程師們也提供了具體的例子。在同一討論串中，特斯拉人工智能工程師蔡云達指出，雷達存在根本性的缺陷——它無法正確區(qū)分無法產(chǎn)生頻率偏移的靜止物體、橫截面較薄的物體或雷達反射率較低的物體。這正是過去困擾特斯拉的臭名昭著的“幽靈剎車”事件的根源所在：車輛可能會將靜止的立交橋或路邊的廢棄鋁罐誤認為是停著的車輛，從而導(dǎo)致不必要的剎車。

從特斯拉的角度來看，實現(xiàn)車輛自動駕駛的通用解決方案的關(guān)鍵在于解決視覺問題。人類駕駛時依靠兩顆生物攝像頭和一個強大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。特斯拉的策略是，如果計算機視覺能夠完美運行，那么任何其他傳感器充其量只會分散注意力，最壞的情況則是造成危險的歧義。

如今，每一輛特斯拉新車都完全依賴于特斯拉視覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)由八個攝像頭驅(qū)動。該系統(tǒng)利用復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建世界的三維矢量空間表示，車輛隨后分析該表示并在此基礎(chǔ)上進行導(dǎo)航。

關(guān)于視覺系統(tǒng)的故事還有一個有趣的注腳。特斯拉發(fā)布第四代硬件（現(xiàn)為AI4）時，新款Model S和Model X車型都配備了全新的高清雷達。然而，為了鞏固其對純視覺系統(tǒng)路線的堅持，特斯拉從未將這些雷達用于FSD（完全自動駕駛）功能。

事實上，特斯拉最普及的車型Model Y上的FSD系統(tǒng)才是最先進的，而不是那些配備額外傳感器的車型。雖然特斯拉可能確實會從這些雷達收集一些數(shù)據(jù)并驗證系統(tǒng)性能，但它們實際上并不屬于FSD套件的一部分。

二元結(jié)果

特斯拉放棄傳感器融合技術(shù)的決定，是其自動駕駛方案與其他廠商方案之間最大的區(qū)別。這是一場高風(fēng)險、成敗在此一舉的賭博，而到目前為止，他們無疑贏得了這場賭博。

特斯拉、埃隆·馬斯克、阿肖克·馬斯克以及特斯拉人工智能團隊都認為，要打造一個可擴展的、通用的、能夠像人類一樣智能地在世界中導(dǎo)航的自動駕駛系統(tǒng)，唯一的途徑就是徹底解決視覺問題。如果他們的判斷正確，他們將創(chuàng)造出一個比競爭對手那些昂貴且配備大量傳感器的車輛更便宜、可擴展性更強的系統(tǒng)。

如果他們判斷錯誤，最終可能會遇到性能瓶頸，而只有這些傳感器才能突破這個瓶頸——但到目前為止，我們還沒有看到這種瓶頸的絲毫跡象。

如今，特斯拉全力投入其純視覺識別系統(tǒng)，沒有人能否認其取得的進步或具備的能力。

https://www.notateslaapp.com/news/3077/why-tesla-walked-away-from-radar-and-lidar-to-go-all-in-on-vision

（來源：notateslaapp）

*免責(zé)聲明：本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個人觀點，半導(dǎo)體行業(yè)觀察轉(zhuǎn)載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導(dǎo)體行業(yè)觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系半導(dǎo)體行業(yè)觀察。

今天是《半導(dǎo)體行業(yè)觀察》為您分享的第4320期內(nèi)容，歡迎關(guān)注。

加星標??第一時間看推送

求推薦