吸引力不容小觑 技术解读小鹏P5城市NGP

  纠错  2021/9/18 11:20:00  纠错 推荐指数: ★★★   加入收藏

近日,小鹏汽车的工程师在其朋友圈发布了两段小鹏P5城市NGP(Navigation Guided Pilot)智能导航辅助驾驶系统(下简称“城市NGP”)实车路试视频。小鹏P5这款车预计会在9月份正式上市,而城市NGP功能应该要到明年第一季度才能通过OTA空中升级的方式推送到购买了选装包的用户车上。小鹏此前已经在旗下P7上搭载了高速NGP导航辅助驾驶以及VPA停车场记忆泊车这两项高级别驾驶辅助功能。城市NGP率先搭载小鹏P5车型,使得该车驾驶辅助系统的应用范围和竞争力大大增加。下面我们就深入来了解下小鹏即将推出的城市NGP有什么样的技术亮点。

● 小鹏P5什么车型具备城市NGP功能?

从小鹏官网的配置表来看,只有P5 550P和600P车型能够选装城市NGP功能。价格更低的550E车型由于没有配备激光雷达硬件,所以不能选装城市NGP功能。详细车型参数对比可以参看下表:

小鹏P5部分车型参数对比

车型

550E

550P

600P

辅助驾驶模拟显示系统

ACC全速自适应巡航系统(带STOP&GO自动跟停起步功能)

LCC车道居中辅助系统

ALC自动变道辅助

ATC自适应弯道巡航

CCS定速巡航

超级自动泊车辅助系统(多场景,多车位)

透明底盘

360°全景可视泊车辅助系统

后倒车影像带泊车辅助线

停车场记忆泊车

高速NGP智能导航辅助驾驶

SR自动驾驶环境模拟显示

IHB智能远光灯

城市NGP智能导航辅助驾驶

-

激光雷达

-

2个

2个

高精毫米波雷达

5个

5个

5个

超声波传感器

12个

12个

12个

自动辅助驾驶环视摄像头

4个

4个

4个

自动辅助驾驶高感知摄像头

9个

9个

9个

高级驾驶辅助地图

自动驾驶辅助系统处理器

Xavier超级计算平台

Xavier超级计算平台

Xavier超级计算平台

亚米级高精定位单元

● 实现城市NGP的关键——激光雷达

小鹏P5上的激光雷达来自Livox览沃。Livox览沃科技是DJI大疆创新内部孵化成立的独立公司,致力于提供高性能,低成本的激光雷达传感器,并且应用于自动驾驶,智慧城市,移动机器人等多个行业。

该雷达的探测距离约为150米,视场角度为120°(水平)X 25°(垂直),等效点云密度为144线,角分辨率为0.2°(水平)X 0.3°(垂直),数据量为40万点/秒,等效帧率为20Hz。

相比起毫米波雷达,HAP激光雷达的探测距离并不逊色,同时对环境的描绘更为细腻,能够更好地检测诸如行人,自行车,雪糕桶等细小目标物体。相比起摄像头对光线有一定要求,激光雷达能够在灯光昏暗的夜间很好地工作。

与此同时Livox览沃HAP激光雷达具备选择ROI(Region Of Interest,感兴趣区域)的功能,能够选取激光雷达前方视场内的特定区域进行重点高精度扫描,获得更高精度的环境信息,这有利于提升障碍物的识别精度。而前面提到的20Hz等效帧率指的是ROI区域的扫描频率。具体来说,当激光雷达以10Hz扫描整个视野范围时,ROI区域的扫描频率为20Hz。

正是这种非重复式扫描工作方式,使得HAP激光雷达在10Hz扫描频率下(即0.1s扫描周期),达到了144线传统机械式激光雷达的点云密度。这就是144线等效点云密度的由来。

这与人眼对视野中央位置得物体看得更清有异曲同工之妙(人的视网膜中央区域有个叫“中央凹”的部位,这里的视锥细胞与双极细胞一一对应,该区域的视觉最为敏锐而精确)。所以有人把双棱镜激光雷达的这种特性称为“类视网膜特性”。

采用这种激光的优势是硬件制造成本低,但激光穿透力弱,受到日光干扰相对较大,同时由于905nm波长的激光能量较高,有可能伤害人眼,所以需要在激光雷达上应用更多的保护措施。1550nm波长的激光雷达虽然性能更强悍,激光更安全,但目前造价依然过于昂贵。所以对于民用汽车来说,采用905nm波长的激光雷达依然是目前的性价比之选。

虽然说Livox览沃HAP激光雷达内部也有旋转部件,但和传统的机械式激光雷达相比(传统机械式激光雷达的发射模块,接收模块和透镜都在旋转)。Livox览沃HAP激光雷达的激光发射和接收部件都是固定的,只有棱镜是运动的,加上采用了非重复扫描工作方式,所以其可靠性和稳定性都更有保障,标定起来也更为简单。

● 激光雷达如何助力小鹏P5城市NGP?

小鹏P5上有2个激光雷达,5个毫米波雷达,12个超声波雷达,4个环视摄像头,9个高感知摄像头以及高精度GPS。相比P7,P5少了1个高感知摄像头,但增加了2个激光雷达。新增的HAP激光雷达正是实现城市NGP应用的关键。

面对城市NGP遇到的典型工况(如十字路口,右转专用道,掉头专用道等),HAP激光雷达比毫米波雷达更有优势。而相比摄像头,激光雷达对于静止障碍物的识别准确得多,受光照影响更小,这是城市NGP必须引入激光雷达的重要原因之一。

正所谓术业有专攻,HAP激光雷达目前无法有效识别路面的标志,如分道线,各种指引箭头;也无法分辨限速标识和红绿灯状态信息。这恰好是摄像头的强项。所以说小鹏P5上的每一个环境识别传感器都有其存在的意义,它们各自发挥自身的长处,相互协作,有效提升目标检测能力,弱光条件下的整车感知性能,实现NGP功能用户体验的优化。

● 英伟达的Xavier域控制器

Xavier域控制器目前已经在量产P7车型上得以应用,在这套“大脑”上运行的高速NGP以及VPA停车场记忆泊车功能都有着可圈可点的表现。P5将继续沿用Xavier域控制器作为城市NGP的计算核心,可见该域控制器的计算能力是得到小鹏认可的。未来采用Xavier域控制器的P7改款或换代车型有很大机会通过增加激光雷达来增加城市NGP功能。

毕竟,上述这些都是驾驶辅助系统,驾驶员在使用它们时还是需要监控环境状况的。人类驾驶员的存在,其实分担了大量算力需求。自动驾驶车辆由于需要在无人接管情况下处理各种突发情况,所以需要大量算力冗余。就好比有人花上万元买一台能够畅玩3A游戏大作的电脑,其实平时大部分时间也只是用来打打字,上上网,看看视频而已。

小鹏具备智能驾驶系统全栈自研能力,自研了车辆端的视觉感知,传感器融合,规划,定位,决策,控制等方面,同时形成了数据和算法的全闭环。

拼硬件算力的比赛还将继续,小鹏也将不甘后人。而在软件迭代的赛道上,小鹏凭借数据和算法闭环以及全栈自研能力,已经在业内积累了明显的优势。这也是小鹏未来车型产品的最为重要的核心竞争力。

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