什么是城市NGP?可以看一段视频来了解。城市NGP计划是在2022年上半年,向选装了X Pilot 3.5的小鹏P5车主推送。城市NGP是高速NGP向城市路况的延展么?是也不是。虽然看起来,城市NGP和高速NGP(以下简称3.0和3.5)功能类似,都是实现点到点的辅助驾驶,系统能够按照导航设定的路线自动变道,但高速和城市场景下,NGP需要处理的核心问题大不相同。高速场景,变道主要是出于效率考虑或者是服从导航,微观路径规划比重很低。到了城市道路,最核心的任务变成了避让人、车、非机动车,以及理解更为复杂的交通规则,例如红绿灯、禁止停车区、分时段的公交车专用车道......所以在城市场景,微观路径规划、目标行为预测、可行驶区域等就成了核心任务。此外高速和城市道路的环境差异,也决定了两者的解题方式不同。高速公路普遍地势空旷,能够很好接收RTK信号,因此使用图商的高精地图,再使用千寻位置提供的厘米级定位服务,就解决路径规划的地图与定位问题。但是到了城市道路,高楼林立,GPS定位就瞎掉了,RTK的定位精度就无法满足需求。再加上城市道路的变化程度比高速公路多得多,修路、改标识牌非常频繁,对高精地图的鲜度也提出了更高要求。现阶段图商提供的,基于激光雷达等多传感器采集的3D点云高精地图,由于成本及国家测绘发布审核的限制,只能做到3个月更新一次,这也完全满足不了3.5对高精地图的需求。这意味着到了3.5,此前3.0用的高精地图和高精定位都用不了了,大家甚至可以理解为,3.5和3.0需要解决的问题几乎都不相同,使用的方法也都不相同。更为重要的是,想做到高速NGP功能,现在产业链也比较成熟了,多家供应商都能提供,技术门槛已经降低。但想做到城市NGP,难度就太大了,虽然版本上是3.0和3.5的差别,但实际上差不多是小学加法题,和初中二元一次方程组求解的难度差距。因此面临新的难题,小鹏团队选择了重写预测和规划的代码,也选择了新的高精地图高精定位解决方案。先说新的高精地图。传统高精地图按照规定,需要使用专业测绘采集车,标准化作业,并需要在发布前提交有关部门审核,整个周期较长。小鹏选择了使用高德的视觉高精地图。这套视觉高精地图,会包含城市道路中车道线位置、车道类型、车道方向、车道交通限制信息、斑马线、限速等信息,以及红绿灯、红绿灯与车道的相对位置、立交桥、龙门架等的位置信息。吴新宙表示,和高德合作的视觉高精地图,会尽可能实现每天一次更新。这意味着两个信息,首先高德的这个视觉高精地图大概率不是依靠自家测绘车采集的,否则保持日更整体成本太大了,有很大可能性是使用众包方案。其次,日更的效率,大概是在发布时并不需要有关部门审核。城市的视觉高精地图,目前并不知道高德是采用怎样的方式采集,是否会受到法律政策影响,这是城市NGP落地可能面临的风险之一。高精地图属于带位置的敏感信息,特别是在国家网络安全审查的当下,对视觉众包高精地图方案都还没有清晰的政策指引,不确定性会很大。再说高精定位,这一块的压力会集中在小鹏的研发团队上。吴新宙称小鹏的高精定位方案为,IMU(惯性导航)、视觉为纲,GPS为辅。由于城市楼宇中GPS信号的多路径效应,以及IMU在长时间运行的累计误差,可能厘米级定位的重担是需要视觉来抗。如何实现视觉定位呢?实际上在高德给到小鹏的高精地图上,会有定位参考图层,例如龙门架和路牌等非常固定的特征点,当车辆行驶到某个位置,摄像头拍到了该特征点,知道这个特征点的绝对定位数据,再依靠算法获得自身与该特征点的相对位置,就能获得自身车辆所在位置的绝对定位,再用这个绝对定位去修正IMU+GPS定位的误差,就能实现连贯的高精度定位。小鹏先在场景较为简单的封闭停车场做AVP功能,“训练”视觉SLAM算法,再将经验逐步拓展到开放道路。目前3.5上视觉构图这块直接采购了高德地图的产品,相当于把所有的地图记忆提前植入“大脑”中,当大脑路过似曾相识的路段,通过比对眼中看到的和脑中的记忆,就能像老司机一样,扔在城市任意一个街道,就能知道自己在哪儿。除了高精地图和高精定位,如何避让人、车、非机动车做规划控制,就需要在感知上不漏识别每一个障碍物,清楚预测每一个障碍物的行动轨迹,已经在遵守交通规则下规划一条合理的自车行动轨迹,这同样难度很大。其中最难的可能是感知,因此X Pilot3.5在硬件上,开始调用环视摄像头(由于鱼眼的畸变,使用需要处理),已经增加了2个激光雷达来输出环境的3D深度信息。由于城市道路环境复杂很多,因此分辨率低的毫米波雷达基本就歇菜了,激光雷达会给到很好的前侧行驶区域内的障碍物距离信息。通过展示的视频来看,目前小鹏城市NPG规划控制表现的还有些机械,但毕竟小鹏的团队也是刚开始协调点云和视觉的感知,而且明年上半年才开始在几个核心城市推送,还有时间去在算法模型调优上下功夫。小鹏3.5确实很领先了,但我觉得小鹏该焦虑的是,作为国内车企在智能驾驶投入最大的企业,如果无法做到技术是独一无二的,风险就很大了。特别是,如果供应商能做到同期交付,这种感觉就像是你把主要精力用在复习数学,结果发现有人在卖数学答案了,更要命的是,那些把精力用在复习语文英语的同学,他们还买了这个数学答案。期待明年夏天的“AutoLab智能驾驶大横评”,给华为HI加持的极狐阿尔法S HI版、小鹏P5的X Pilot 3.5、Momenta加持的智己 L7三款车型一个同场景竞技的机会。
城市NGP之外,还有信心勃勃的规划
顺着城市NGP之外,小鹏也展示了智能驾驶下个阶段的规划。小鹏将在2023年上半年推送X Pilot 4.0,新系统会搭载在一款全系的中大型SUV上。小鹏P5上3.5的硬件在实现全场景辅助驾驶上还有些吃力,这会限制后续体验的持续提升。4.0在算力上采用两颗Orin-X自动驾驶芯片,算力达到508 TOPS。在感知是,4.0会采用800万像素前视双目摄像头,同时激光雷达也会有所升级,据行业内部人士透露的消息称,4.0将继续搭载激光雷达,只是不再选用3.5上所使用大疆Livox的产品,而是转投Robosense(和威马和智己同款)的M1。后续还有 5.0的规划,小鹏2024年将实现全冗余的自动驾驶软硬件架构,向自动驾驶进化。同时会根据体系优势,通过地图闭环与数据闭环,保持持续领先地位。