前幾日，從不在媒體投放廣告的特斯拉被免費贈送了一條黑廣告，并且是在全球觀看次數最多的體育賽事“超級碗”的黃金時段。這則30秒的廣告反復告誡大眾，要禁止特斯拉全自動駕駛(FSD)進入公共交通系統，而馬斯克本人當天也在超級碗現場。
這則廣告的素材據稱來自科技企業家丹·奧多德創立的組織“黎明計劃”，他們自己拍攝了測試特斯拉的“技術缺陷”，以證明其存在安全風險。憑著“讓計算機對人類更安全”這條口號，奧多德的組織通過大肆宣傳企圖阻止特斯拉的全自動駕駛上路，而在超級碗的廣告上，他們花費了598000美元。
實現完全自動駕駛是一項非常高階的技術，也是智能車產業的遠大目標。但近年來，與“自動駕駛”這個詞條掛鉤的交通事故觸目驚心，在“未來技術”與“人身安全”之間有一條不知能夠何時跨越的鴻溝。
但其實目前特斯拉的自動駕駛技術已經可以稱得上“保守”。馬斯克早在2016年提出的純視覺方案還沒有完成，這個方案更為大膽，也是他堅信能夠真正實現全自動駕駛的技術路徑，彼時在業內掀起不小的震動。
但“純視覺”方案喊了幾年也沒有實現。近日，德國特斯拉粉絲們扒出了特斯拉在向歐洲監管機構提交的車輛變更申請，最新自動駕駛硬件HW4.0確認量產上車，新一代FSD(全自動駕駛)硬件前置攝像頭由3變2，毫米波雷達仍然存在。
今天，就著這場特斯拉引發的爭議，我們想討論一下“純視覺方案”究竟是否可行?馬斯克為何堅持這條路不放手?毫米波雷達在自動駕駛中為何被嫌棄但又不能拋棄?
“視覺派”VS“雷達派”
我們知道，自動駕駛分為“雷達派”和“視覺派”，后者的代表企業是特斯拉(盡管尚未實現)，大部分的方案商采用的是多融合傳感器解決方案。而特斯拉為何堅持“視覺派”，或許可以從特斯拉老員工的口中一探究竟。
特斯拉前AI主管安德烈·卡帕斯曾在播客中談到，馬斯克推崇的是“最好的部件就是沒有部件”的理念，他的極簡主義體現在特斯拉所有汽車的方方面面，比如以觸摸屏處理所有事情。
額外的傳感器不僅給自動駕駛系統增加了成本，也增加了系統的復雜性，這讓軟件運行任務變得更加繁復，同時增加了數據管道的構建成本。長遠看來，這也給上游的供應鏈和制造業增加了風險和復雜性。
業界能夠達成一致的觀點是“視覺系統是完成任務的充分必要條件”。那么如果視覺系統的功能足夠強悍，額外的傳感器和工具成本就會蓋過他們本身能夠帶來的幫助作用。這其中也包括傳感器的日常維護成本，以及軟件與硬件配合的升級、校準等等后續工作。
在安德烈看來，激光雷達和毫米波雷達產生的大量代碼膨脹和數據膨脹必然會被處理，相應的傳感器也必然會被淘汰。另一大問題是，繪制地圖并保持及時更新需要非常高昂的成本，這也阻礙了自動駕駛技術的根本性突破。所以反其道而行之，以視覺來詮釋道路設計，專注于視覺系統是非常重要的。
身為自動駕駛“視覺派”代表的馬斯克認為，人工智能能夠和人類一樣依靠視覺駕駛。他認為，采用雙目感知、光電傳輸效應等原理的車載攝像頭系統才是實現智能駕駛的正確思路。當視覺系統足夠強悍，它足以收集到其他傳感器覆蓋的信息點，那么視覺系統將取代其他傳感器，但目前這個階段顯然是做不到的。
很顯然，特斯拉的做法是讓自動駕駛做類比人腦的事情。
再看“雷達派”中最有資歷的華為，他們從車規級激光雷達，到毫米波雷達的研發一路穩步推進，華為高層一致認為：視覺方案對距離、移動的判斷明顯不夠，雷達才是大勢所趨。馬斯克也曾為毫米波雷達站過臺，他曾提到，雷達系統最初的使用目的是作為相機的補充傳感器，但雷達有可能變得更加通用和響應迅速。
但早期的毫米波雷達曾出現很多問題，雷達曾因不必要的情況引起制動事件，比如一個凹底罐子即可引起制動，原因是毫米波雷達只知道它會撞到一些致密的東西，卻沒有足夠的分辨能力去判斷。此外，毫米波雷達也曾因沒有足夠的高度測量能力，對靜態目標無法很好的識別，導致撞車事故的發生。
2021年4月，馬斯克在推特上宣布了在FSD Beta V9.0中將使用純視覺的方案。同年五月，馬斯克正式宣布，北美新的Model 3、Model Y將取消毫米波雷達，改為由攝影鏡頭偵測的Tesla Vision 純視覺技術作為 Autopilot 駕駛輔助系統的基礎。
網站Tesla Deaths統計的特斯拉每一次事故
但根據用戶反饋，特斯拉在2021年取消毫米波雷達后，同時也降低了Autopilot的性能，直至2022年底也沒有恢復到此前所能達到的速度。有特斯拉車主表示，沒有雷達的系統更頻繁地出現 “幻影剎車”事件，車輛會因為不存在或沒有安全威脅的障礙物而剎車，有時甚至是猛剎車。這也是純視覺方案帶來的余波。
激光雷達背后的技術之爭
回到馬斯克無奈裝回的主角毫米波雷達。資料顯示，毫米波雷達可以根據接收和發射毫米波的時間差，結合毫米波傳播速度、載體速度及監測目標速度，來獲得汽車與其他物體相對距離、相對速度、角度及運動方向等物理環境信息。
相較于激光雷達(LiDAR)，毫米波雷達技術現階段更為成熟，應用也更加廣泛，成本相對較低。與可見光攝像頭相比，毫米波雷達的準確性和穩定性更優，價格差距也在不斷縮小。尤為重要的是，毫米波雷達在全天候工作方面具備無可替代的優勢，這也是它成為汽車電子廠商公認的主流選擇的一大原因。
現階段，車載毫米波雷達根據毫米波頻率可以分為24GHz、77GHz和79GHz毫米波雷達三大種類。目前，國際上各個國家使用的車載毫米波雷達的頻段各有不同，除了少數國家采用60GHz頻段外，主要集中在24GHz和77GHz兩個頻段。
自動駕駛技術快速發展，對汽車雷達在分辨率、探測精度和可靠性等方面提出了更高要求，現有的24GHz頻段的頻率規劃難以滿足汽車雷達的技術發展需求，迫切需要為其規劃更大帶寬的使用頻率。經過幾年發展，未來全球車載毫米波雷達的頻段會趨同于77GHz頻段(76-81GHz)。77 GHz車載激光雷達正在成為主流，因其分辨率和精度更高，體積也更小。目前看來，毫米波雷達未來總體向著高頻段、芯片集成化和4D毫米波方向發展。
在實際應用上，毫米波雷達對于不同層級的智能化水平搭載數量不同，目前L1 或L2 級一般需要搭載0-3個左右，L3 級一般需要搭載3-6個左右，L4或L5級一般需要6-10 個左右。在全球毫米波雷達市場上，占主導地位的是德國、美國、日本等國家。關鍵的毫米波核心芯片多數被德州儀器、英飛凌、NXP、ADI、ST、富士通、安森美、瑞薩等國際半導體公司所壟斷。
中國在毫米波雷達技術上起步較晚。2013年，24GHz毫米波雷達產品才進入中國;時至2018 年，我國才實現24GHz毫米波雷達國產。當前，77GHz毫米波雷達產品仍未實現大規模國產化，只有少數國內廠商具備77GHz產品的量產能力。但中國廠商并未放棄突破。近日，由河北交通投資集團有限公司、北京理工大學、中國公路學會科技成果轉化中心聯合發布的，裝配國產芯片的新一代高頻高性能超距毫米波雷達正式發布，標志著我國在高頻段毫米波雷達芯片研發方面取得重大技術進步，填補了國內技術空白。
從車廠方面來看，蔚來、小鵬、理想、威馬、智己等造車新勢力，加上長城、一汽等傳統主機廠，紛紛選擇在新車型上搭載激光雷達，形成攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等多傳感器融合的系統。
而馬斯克雖然曾經放言“任何依靠激光雷達(開發自動駕駛)的企業注定完蛋。這些昂貴的傳感器毫無必要，就像是長了個昂貴的闌尾”，但其實也沒有停止在毫米波雷達層面進行研發。2022年6月，FCC美國聯邦通信委員會的公開文件顯示，特斯拉注冊了一款4D毫米波雷達，并提交了詳細的合規測試報告。
4D毫米波雷達具備優勢高度探測、更高的點云質量密度、探測距離更遠以及對靜態障礙物進行目標分類等優勢，突破了傳統車載雷達的局限性，正成為行業下一代毫米波雷達的重點發展方向。
寫在最后
從毫米波雷達拉鋸戰放大到自動駕駛行業，今年各車廠在L3級自動駕駛動作不斷。小鵬汽車董事長何小鵬表示，在未來的五年，新能源汽車和以全自動駕駛為代表的智能汽車會進入到下一個全新的五年。奔馳近日也表示將在中國啟動L3級有條件自動駕駛的測試，中國研發部門的專家團隊將深度參與到“DRIVE PILOT駕駛領航系統”，針對中國路況運行的設計優化。今年或許是L3自動駕駛技術爆發之年?
參考資料：
1.《特斯拉全新車載計算機申報：確定新增雷達，確定老車主無法升級》，智能車參考
2.《特斯拉前AI主管揭秘被拋棄的雷達》，汽車商業評論
3.《越來越熱的毫米波雷達》，智能汽車設計
4.《毫米波雷達降價了》，界面新聞
5.《談談特斯拉與毫米波雷達的前世今生》，智能汽車設計
