[汽車(chē)之家 電動(dòng)車(chē)技術(shù)]  近日，小鵬汽車(chē)的工程師在其朋友圈發(fā)布了兩段小鵬P5城市NGP（Navigation Guided Pilot）智能導(dǎo)航輔助駕駛系統(tǒng)（下簡(jiǎn)稱“城市NGP”）實(shí)車(chē)路試視頻。小鵬P5這款車(chē)預(yù)計(jì)會(huì)在9月份正式上市，而城市NGP功能應(yīng)該要到明年第一季度才能通過(guò)OTA空中升級(jí)的方式推送到購(gòu)買(mǎi)了選裝包的用戶車(chē)上。小鵬此前已經(jīng)在旗下P7上搭載了高速NGP導(dǎo)航輔助駕駛以及VPA停車(chē)場(chǎng)記憶泊車(chē)這兩項(xiàng)高級(jí)別駕駛輔助功能。城市NGP率先搭載小鵬P5車(chē)型，使得該車(chē)駕駛輔助系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和競(jìng)爭(zhēng)力大大增加。下面我們就深入來(lái)了解下小鵬即將推出的城市NGP有什么樣的技術(shù)亮點(diǎn)。

● 小鵬P5什么車(chē)型具備城市NGP功能？

　　從小鵬官網(wǎng)的配置表來(lái)看，只有P5 550P和600P車(chē)型能夠選裝城市NGP功能。價(jià)格更低的550E車(chē)型由于沒(méi)有配備激光雷達(dá)硬件，所以不能選裝城市NGP功能。詳細(xì)車(chē)型參數(shù)對(duì)比可以參看下表：

● 實(shí)現(xiàn)城市NGP的關(guān)鍵——激光雷達(dá)

　　小鵬P5上的激光雷達(dá)來(lái)自Livox覽沃。Livox覽沃科技是DJI大疆創(chuàng)新內(nèi)部孵化成立的獨(dú)立公司，致力于提供高性能、低成本的激光雷達(dá)傳感器，并且應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、智慧城市、移動(dòng)機(jī)器人等多個(gè)行業(yè)。

　　該雷達(dá)的探測(cè)距離約為150米，視場(chǎng)角度為120°（水平）X 25°（垂直），等效點(diǎn)云密度為144線，角分辨率為0.2°（水平）X 0.3°（垂直），數(shù)據(jù)量為40萬(wàn)點(diǎn)/秒，等效幀率為20Hz。

　　相比起毫米波雷達(dá)，HAP激光雷達(dá)的探測(cè)距離并不遜色，同時(shí)對(duì)環(huán)境的描繪更為細(xì)膩，能夠更好地檢測(cè)諸如行人、自行車(chē)、雪糕桶等細(xì)小目標(biāo)物體。相比起攝像頭對(duì)光線有一定要求，激光雷達(dá)能夠在燈光昏暗的夜間很好地工作。

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『Livox覽沃HAP激光雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別展示視頻』

　　與此同時(shí)Livox覽沃HAP激光雷達(dá)具備選擇ROI（Region Of Interest，感興趣區(qū)域）的功能，能夠選取激光雷達(dá)前方視場(chǎng)內(nèi)的特定區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)高精度掃描，獲得更高精度的環(huán)境信息，這有利于提升障礙物的識(shí)別精度。而前面提到的20Hz等效幀率指的是ROI區(qū)域的掃描頻率。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)激光雷達(dá)以10Hz掃描整個(gè)視野范圍時(shí)，ROI區(qū)域的掃描頻率為20Hz。

　　正是這種非重復(fù)式掃描工作方式，使得HAP激光雷達(dá)在10Hz掃描頻率下（即0.1s掃描周期），達(dá)到了144線傳統(tǒng)機(jī)械式激光雷達(dá)的點(diǎn)云密度。這就是144線等效點(diǎn)云密度的由來(lái)。

　　這與人眼對(duì)視野中央位置得物體看得更清有異曲同工之妙（人的視網(wǎng)膜中央?yún)^(qū)域有個(gè)叫“中央凹”的部位，這里的視錐細(xì)胞與雙極細(xì)胞一一對(duì)應(yīng)，該區(qū)域的視覺(jué)最為敏銳而精確）。所以有人把雙棱鏡激光雷達(dá)的這種特性稱為“類視網(wǎng)膜特性”。

　　采用這種激光的優(yōu)勢(shì)是硬件制造成本低，但激光穿透力弱，受到日光干擾相對(duì)較大，同時(shí)由于905nm波長(zhǎng)的激光能量較高，有可能傷害人眼，所以需要在激光雷達(dá)上應(yīng)用更多的保護(hù)措施。1550nm波長(zhǎng)的激光雷達(dá)雖然性能更強(qiáng)悍，激光更安全，但目前造價(jià)依然過(guò)于昂貴。所以對(duì)于民用汽車(chē)來(lái)說(shuō)，采用905nm波長(zhǎng)的激光雷達(dá)依然是目前的性價(jià)比之選。

　　雖然說(shuō)Livox覽沃HAP激光雷達(dá)內(nèi)部也有旋轉(zhuǎn)部件，但和傳統(tǒng)的機(jī)械式激光雷達(dá)相比（傳統(tǒng)機(jī)械式激光雷達(dá)的發(fā)射模塊、接收模塊和透鏡都在旋轉(zhuǎn)）。Livox覽沃HAP激光雷達(dá)的激光發(fā)射和接收部件都是固定的，只有棱鏡是運(yùn)動(dòng)的，加上采用了非重復(fù)掃描工作方式，所以其可靠性和穩(wěn)定性都更有保障，標(biāo)定起來(lái)也更為簡(jiǎn)單。

● 激光雷達(dá)如何助力小鵬P5城市NGP？

　　小鵬P5上有2個(gè)激光雷達(dá)、5個(gè)毫米波雷達(dá)、12個(gè)超聲波雷達(dá)、4個(gè)環(huán)視攝像頭、9個(gè)高感知攝像頭以及高精度GPS。相比P7，P5少了1個(gè)高感知攝像頭，但增加了2個(gè)激光雷達(dá)。新增的HAP激光雷達(dá)正是實(shí)現(xiàn)城市NGP應(yīng)用的關(guān)鍵。

　　面對(duì)城市NGP遇到的典型工況（如十字路口、右轉(zhuǎn)專用道、掉頭專用道等），HAP激光雷達(dá)比毫米波雷達(dá)更有優(yōu)勢(shì)。而相比攝像頭，激光雷達(dá)對(duì)于靜止障礙物的識(shí)別準(zhǔn)確得多，受光照影響更小，這是城市NGP必須引入激光雷達(dá)的重要原因之一。

　　正所謂術(shù)業(yè)有專攻，HAP激光雷達(dá)目前無(wú)法有效識(shí)別路面的標(biāo)志，如分道線、各種指引箭頭；也無(wú)法分辨限速標(biāo)識(shí)和紅綠燈狀態(tài)信息。這恰好是攝像頭的強(qiáng)項(xiàng)。所以說(shuō)小鵬P5上的每一個(gè)環(huán)境識(shí)別傳感器都有其存在的意義，它們各自發(fā)揮自身的長(zhǎng)處、相互協(xié)作，有效提升目標(biāo)檢測(cè)能力、弱光條件下的整車(chē)感知性能，實(shí)現(xiàn)NGP功能用戶體驗(yàn)的優(yōu)化。

● 英偉達(dá)的Xavier域控制器

　　Xavier域控制器目前已經(jīng)在量產(chǎn)P7車(chē)型上得以應(yīng)用，在這套“大腦”上運(yùn)行的高速NGP以及VPA停車(chē)場(chǎng)記憶泊車(chē)功能都有著可圈可點(diǎn)的表現(xiàn)。P5將繼續(xù)沿用Xavier域控制器作為城市NGP的計(jì)算核心，可見(jiàn)該域控制器的計(jì)算能力是得到小鵬認(rèn)可的。未來(lái)采用Xavier域控制器的P7改款或換代車(chē)型有很大機(jī)會(huì)通過(guò)增加激光雷達(dá)來(lái)增加城市NGP功能。

　　畢竟，上述這些都是駕駛輔助系統(tǒng)，駕駛員在使用它們時(shí)還是需要監(jiān)控環(huán)境狀況的。人類駕駛員的存在，其實(shí)分擔(dān)了大量算力需求。自動(dòng)駕駛車(chē)輛由于需要在無(wú)人接管情況下處理各種突發(fā)情況，所以需要大量算力冗余。就好比有人花上萬(wàn)元買(mǎi)一臺(tái)能夠暢玩3A游戲大作的電腦，其實(shí)平時(shí)大部分時(shí)間也只是用來(lái)打打字、上上網(wǎng)、看看視頻而已。

　　小鵬具備智能駕駛系統(tǒng)全棧自研能力，自研了車(chē)輛端的視覺(jué)感知、傳感器融合、規(guī)劃、定位、決策、控制等方面，同時(shí)形成了數(shù)據(jù)和算法的全閉環(huán)。

　　拼硬件算力的比賽還將繼續(xù)，小鵬也將不甘后人。而在軟件迭代的賽道上，小鵬憑借數(shù)據(jù)和算法閉環(huán)以及全棧自研能力，已經(jīng)在業(yè)內(nèi)積累了明顯的優(yōu)勢(shì)。這也是小鵬未來(lái)車(chē)型產(chǎn)品的最為重要的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

● 小鵬工程師公布的兩段視頻解讀

■ 第一段視頻

　　小鵬工程師朋友圈目前已經(jīng)發(fā)布了兩段P5城市NGP功能實(shí)車(chē)路試視頻，第一段視頻時(shí)長(zhǎng)較短，演示的是車(chē)輛在紅綠燈十字路口自主變道左轉(zhuǎn)的場(chǎng)景。這個(gè)簡(jiǎn)短的視頻展示了目前P5城市NGP功能已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)能用的水平，但依然有提升空間。

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『P5城市NGP功能實(shí)車(chē)路試視頻1：路口左轉(zhuǎn)』

　　這是因?yàn)檐?chē)頭轉(zhuǎn)過(guò)去目標(biāo)道路的方向后，攝像頭才“看”到目標(biāo)車(chē)道的分道線，系統(tǒng)才進(jìn)行車(chē)道選擇，然后對(duì)車(chē)輛方向進(jìn)行調(diào)整。如果能夠更好地利用高精度地圖數(shù)據(jù)的話，或許能做到打一把方向直接左轉(zhuǎn)進(jìn)入目標(biāo)車(chē)道這樣的騷操作。值得稱贊的是，小鵬城市NGP功能在進(jìn)行每一步車(chē)輛控制前，都會(huì)給予駕駛員清晰的語(yǔ)音提示，讓駕駛員能夠心里有數(shù)。在中汽中心CCRT最新智能電動(dòng)汽車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程中，就會(huì)對(duì)駕駛輔助系統(tǒng)自主控制車(chē)輛過(guò)程中能否給予駕駛員及時(shí)、清晰的提示作出評(píng)價(jià)。此前參與過(guò)CCRT評(píng)價(jià)的P7車(chē)型在相關(guān)項(xiàng)目中就取得過(guò)不錯(cuò)的分?jǐn)?shù)，P5目前良好的表現(xiàn)也在我們意料之中。

■ 第二段視頻

　　小鵬工程師發(fā)布的第二個(gè)視頻的時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)，展示了小鵬P5城市NGP功能根據(jù)導(dǎo)航路線，輔助駕駛員將車(chē)輛從設(shè)定路線起點(diǎn)開(kāi)往設(shè)定路線終點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程，路線全長(zhǎng)11km，駕駛員全程無(wú)接管。

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『P5城市NGP功能實(shí)車(chē)路試視頻2：日間綜合測(cè)試』

　　從車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)來(lái)看，攝像頭+激光雷達(dá)+毫米波雷達(dá)三重感知融合讓車(chē)輛在城市這樣一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景中具備穩(wěn)定的環(huán)境感知表現(xiàn)，從而為車(chē)輛控制決策提供可靠的依據(jù)。

　　在市區(qū)，經(jīng)常會(huì)有車(chē)輛因?yàn)榕R時(shí)上落客而要在路邊臨停，繞行靜止車(chē)輛自然也成為了城市NGP功能的必修課。

　　無(wú)保護(hù)右轉(zhuǎn)考驗(yàn)的是車(chē)輛四周環(huán)境感知傳感器的探測(cè)能力、軟件對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的融合能力以及根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行行為規(guī)劃的能力。

　　小鵬工程師公布視頻中的P5，其上搭載的城市NGP還是測(cè)試版本，在真正OTA推送前還會(huì)進(jìn)行大量的優(yōu)化工作。小鵬P5城市NGP的最終表現(xiàn)還是要等OTA推到車(chē)上以后才能見(jiàn)分曉。從目前披露的視頻來(lái)看，小鵬P5城市NGP的基本功能都已經(jīng)達(dá)到可用級(jí)別，未來(lái)幾個(gè)月應(yīng)該進(jìn)入到性能調(diào)優(yōu)階段。我期待小鵬P5城市NGP正式版軟件的體驗(yàn)?zāi)軌蚋�進(jìn)一步，給大家一個(gè)驚喜。

● 逐步擴(kuò)大的使用范圍

　　根據(jù)官方消息，小鵬城市NGP功能的使用范圍會(huì)逐步擴(kuò)大，開(kāi)放順序從省道，到國(guó)道再到復(fù)雜的縣城道路。該消息反映了廠家需要對(duì)可以使用城市NGP功能的道路進(jìn)行實(shí)際路試，也透視出小鵬城市NGP功能對(duì)于高精度地圖數(shù)據(jù)的需求。

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『激光雷達(dá)構(gòu)建高精地圖演示視頻』

　　假設(shè)日后激光雷達(dá)這個(gè)配置變得非常普遍后，每一臺(tái)安裝了激光雷達(dá)的汽車(chē)都能成為高精地圖數(shù)據(jù)采集車(chē)。通過(guò)5G高速傳輸、大數(shù)據(jù)采集分析、云平臺(tái)共享等技術(shù)，提升高精地圖數(shù)據(jù)更新頻率，這樣就能進(jìn)一步優(yōu)化基于激光雷達(dá)的城市NGP功能體驗(yàn)。未來(lái)自動(dòng)駕駛時(shí)代的到來(lái)，同樣少不了無(wú)限逼近實(shí)時(shí)更新的高精度地圖。

● 全文總結(jié)：

　　小鵬P5城市NGP系統(tǒng)之所以能夠在量產(chǎn)車(chē)上搭載，我認(rèn)為關(guān)鍵因素有兩個(gè)：一個(gè)是性能夠用的HAP激光雷達(dá)生產(chǎn)成本降至一個(gè)合理水平；二是HAP激光雷達(dá)固定的發(fā)射器和接收器設(shè)計(jì)有利于其車(chē)規(guī)級(jí)耐久性能的達(dá)成。在應(yīng)用HAP激光雷達(dá)這一舉措方面，小鵬汽車(chē)走在了行業(yè)前面，這與其超前的開(kāi)發(fā)理念和全棧自研的駕駛輔助系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)體系不無(wú)關(guān)系。有了小鵬P5的前車(chē)之鑒，HAP激光雷達(dá)的應(yīng)用或?qū)⒂瓉?lái)春天。更大的生產(chǎn)規(guī)模將導(dǎo)致HAP激光雷達(dá)的價(jià)格走低，從而推動(dòng)城市智能導(dǎo)航輔助駕駛系統(tǒng)應(yīng)用的普及�；氐叫※iP5城市NGP系統(tǒng)本身，目前這套系統(tǒng)還處于測(cè)試階段，在一些細(xì)節(jié)上還有提升空間，但就目前披露的路試視頻來(lái)看，它的產(chǎn)品力價(jià)值以及對(duì)消費(fèi)者的吸引力不容小覷。（文/汽車(chē)之家 常慶林）