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國產自動駕駛平台UniDrive亮相 搭載芯馳全自研芯片,能否成為國產「輝達」?

2021-07-12知識

車東西(公眾號:chedongxi)

作者 | 俞嶽

編輯 | 曉寒

自動駕駛行業的競爭,正變得愈加激烈。

去年,自主品牌的車型實作自動導航輔助駕駛,車輛能夠根據導航路線進出匝道,成為量產自動駕駛領域的一大突破。今年,更是有記憶泊車、學習泊車功能量產交付,大大拓展了L2級自動駕駛的邊界,國內自動駕駛演算法已經達到世界領先水平。

不過,在自動駕駛的大腦——芯片領域,國內廠商的聲量卻一直很小。這一市場長期被Mobileye、輝達等公司占據,芯片巨頭高通正在快速進入自動駕駛領域。這些公司高算力芯片、開放平台、完整的開發工具鏈贏得整車廠的青睞。

國內自動駕駛芯片企業數量不少,但真正量產上車的企業屈指可數。如果沒有核心技術,國內自動駕駛發展可能隨時受限。

不過這一現象,正迎來逆轉之機。

上周開幕的世界人工智慧大會上,國內芯片創企芯馳科技正式釋出了旗下自動駕駛平台UniDrive,依托芯馳自研的V9系列自動駕駛芯片,能夠實作從L1~L5級自動駕駛開發,其量產產品已經支持L2+級自動駕駛。

從仿真系統、參考演算法、開發域控制器,到一個實車平台,芯馳科技打造出了一個完全開放的自動駕駛開發平台,配備完整的開發工具鏈。

這個開發平台,是從硬體配置到開發工具,是否有實力與芯片巨頭展開正面競爭呢?

近日,車東西與芯馳科技CEO仇雨菁、自動駕駛團隊負責人陶聖進行了深入交流,並在世界人工智慧大會的現場體驗了芯馳科技與流馬銳馳合作打造的量產APA泊車方案,對芯馳科技的自動駕駛布局和發展路線有了深入了解。

一、自動駕駛平台少有國產替代 亟需開放平台

以特斯拉為代表的智慧汽車引領著汽車行業發展,如今,自動駕駛已經成為各大整車廠商優先發展的核心技術。

去年,國內幾家造車新勢力車企推出了高速公路自動導航輔助駕駛,今年又推出記憶泊車、學習泊車等功能,讓自動駕駛行業耳目一新。這些功能的推出,不斷拓展著量產自動駕駛的邊界。

與此同時,中國的量產自動駕駛演算法,也已經走到了世界前列。

不過,在自動駕駛硬體層面,卻是另一番景象。

從年初開始,有多款新車型宣布搭載輝達最強量產自動駕駛芯片Orin SoC,其中就包括蔚來ET7、智己L7、R汽車ES33等。

輝達Orin SoC

可以看到,自主品牌車企的高端車型非常依賴海外企業的自動駕駛硬體,尤其像輝達這樣的芯片巨頭。實際上,海外頭部車企也更加青睞用輝達的自動駕駛芯片,奧迪、大眾汽車、奔馳、豐田、沃爾沃等頭部車企正在與輝達進行自動駕駛領域的合作。為什麽頭部車企和高端車型更青睞輝達的自動駕駛硬體呢?

參考輝達在自動駕駛領域的產品可以發現,除了提供自動駕駛芯片之外,輝達有數據采集平台、神經網路訓練平台、仿真驗證平台,以及自動駕駛軟體DriveOS。

因此,如果整車廠選擇前裝輝達的自動駕駛平台,實際上是選擇了三個重要能力。第一,選擇相對更高算力的芯片,滿足開發、使用需求。第二,選擇了一個開放的開發平台,這個平台既允許整車廠從各個層面自行定義,也允許打包購買。第三,選擇了芯片廠商提供的完整開發工具鏈,簡化開發流程,加速量產進度。

真正能夠實作這三種重要能力,並實作芯片量產的企業全球範圍內屈指可數。

這就導致了一個比較嚴重的問題,我們並沒有掌握自動駕駛的全部核心技術,自動駕駛行業仍然面臨著較大風險。

國內自動駕駛方案量產上車的過程中,不僅僅只有高算力芯片一個決定性因素,更需要從開發層面為主機廠提供開放的開發環境,同時具有可延伸性、相容性、靈活性的自動駕駛平台工具。

對於將自動駕駛能力作為核心技術發展的整車企業來說,做感知、決策、規劃控制的全棧研發十分必要,因此來源於供應商的硬體產品需要符合整車廠的研發需求,也就是允許從各個層面自行定義,同時借助開發工具鏈,加速開發流程。

最終,開放的自動駕駛平台能夠在市場上獲得更多車企的認可,從而「拿掉」國內自動駕駛發展的一大制約因素。

二、UniDrive首次亮相 加速國產自動駕駛方案量產上車

面對車企在開發層面的需求,以及對芯片廠商的期待,國內芯片廠商也觀察到了開發者的種種需求。

今年5月,改款理想ONE上市,就搭載了國內AI芯片公司地平線的解決方案,搭載兩顆征程3芯片,實作L2級自動駕駛,支持自動導航輔助駕駛這樣的高級功能。

上周剛剛舉行的2021世界人工智慧大會上,國內汽車芯片創企芯馳科技基於此前釋出的V9系列自動駕駛芯片,推出了自動駕駛開放平台UniDrive。

說到這一平台,芯馳科技在一年之前已有布局。去年5月,成立不到兩年的芯馳科技推出了V9系列自動駕駛芯片,分別是V9L、V9F。今年4月,芯馳科技再次更新了自動駕駛芯片的產品線,推出了更高算力的V9T芯片。

從L0級別的預警輔助,到L2+級自動駕駛,芯馳科技的芯片產品線已經能夠完全覆蓋。

面對整車廠自動駕駛開發的實際需求,芯馳科技準備了完善的工具鏈和開發平台,甚至還有實車平台,供開發者參考。

基於芯馳V9T的域控制器

不同於芯片+演算法打包的模式,UniDrive平台采用了通用計算硬體加速,能夠相容不同自動駕駛演算法路線。

在底層,UniDrive支持QNX、RTOS、AUTOSAR等主流車規OS,同時也支持Linux,幫助廠商快速叠代演算法。在模組層,UniDrive能夠相容Adaptive AutoSAR、ROS、Cyber等框架。

UniDrive還能夠提供一套仿真和部署的工具鏈,加快自動駕駛商業化落地。

除了演算法層面的開放之外,芯馳科技在硬體層面同樣非常開放。當前開發人員可以用芯馳自動駕駛芯片實作L2+級自動駕駛研發,與此同時,還能外掛AI加速單元進行L4/L5級別的Robotaxi的開發。

未來,當芯片算力不斷升級,開發人員可以將演算法直接部署到高算力芯片中。

談到UniDrive硬體,芯馳科技自動駕駛團隊負責人陶聖這樣說道:「我們的算力可以做到L1到L5級自動駕駛的無縫切換,可以讓合作夥伴做更好的選擇。」

從演算法到硬體,UniDrive都是非常開放的,不限制主機廠對自動駕駛的定義。

為幫助開發者參考,芯馳還打造了UniDrive的實車平台,感知、計算硬體可謂非常豐富。在感知層面,這一實車平台采用1個機械式雷射雷達、1個固態雷射雷達、9枚網路攝影機、2枚公釐波雷達、12個超音波雷達,此外還有C-V2X模組。

UniDrive實車平台

計算硬體則使用兩顆V9F芯片組成的域控制器,完成所有關於自動駕駛的計算。

UniDrive實車平台計算域控制器

當速度在40km/h以上時,這一實車平台能夠實作前向120度融合感知,實作L2+級自動駕駛;在低速狀態時,能夠實作全傳感器即時感知,最高能夠實作L4級自動泊車。

在UniDrive開放平台背後,芯馳科技組建了一支強大的自動駕駛團隊,核心成員涵蓋自動駕駛開發所需要的感知、決策規劃、系統、仿真、slam等方向,是國內最早一批從事無人駕駛研發的團隊,行業經驗均在5年以上。

UniDrive開發團隊,前排左二為陶聖博士

而帶領這支團隊的,是擁有豐富自動駕駛量產經驗的技術專家陶聖。他是科技部物聯網與智慧交通專家庫成員,曾在清華大學學習昆蟲視覺神經系統仿生設計,並獲得博士學位。在自動駕駛行業,也擁有豐富的履歷。此前,他曾任職於百度無人駕駛團隊,擔任IDG Robotaxi 技術總工。

三、前裝量產在即 明後年將釋出多款高算力芯片

實際上,芯馳科技的合作夥伴中,已經有不少給予UniDrive開發平台開發出了自動駕駛方案,其中就包括流馬銳馳基於芯馳V9F打造的一套APA自動泊車解決方案。

在世界人工智慧大會現場,車東西搶先上手體驗了這一泊車方案。

芯馳科技與流馬銳馳合作的自動泊車方案

這一自動泊車方案利用4個魚眼環視網路攝影機和12個超音波雷達實作,基於CV演算法,完成對車位的辨識和障礙物檢測,並且依靠超音波雷達的距離感知,最終泊車入位。

在停車場行車道行駛過程中,車輛會不斷感知兩側存在的空余車位。當辨識到車位後,駕駛員可以在車機上選擇想要泊入的車位,車輛就會開始自動泊車入庫。

自動泊車車內視角(4倍速播放)

車東西的實際體驗下來,整個泊車過程不到1分鐘就能完成,可用程度已經非常高。如果手動倒車入庫有困難,讓自動泊車幫幫忙體驗會好很多。

在芯片產品方面,芯馳科技也擁有明確的規劃。

除了此前釋出的V9L/F和V9T外,2022年,芯馳將推出10~200TOPS之間的自動駕駛芯片——V9P/U,該產品擁有更高算力整合,可支持L3級別的自動駕駛。

芯馳科技自動駕駛芯片路線圖

2023年,芯馳將推出具有更高算力的V9S自動駕駛芯片,該芯片面向中央計算平台架構研發,算力高達500-1000T,可支持L4/L5級別的自動駕駛的Robotaxi。

這樣的產品布局,非常契合量產自動駕駛的發展節奏。

芯馳沒有過於追求高算力芯片,這是因為現階段強推高算力芯片,其功耗、成本會變得都難以控制。因此芯馳的產品布局在功耗、成本、算力三者之間達成了平衡,這也就意味著產品能夠適用於更多車型。

陶聖說道:「芯馳很早就開始研發、調研,並且布局自動駕駛。並且芯馳是一個比較務實的公司,跟著整個行業的趨勢一起來推動自動駕駛發展。」

與此同時,芯馳科技已經基於V9F芯片實作了快速環視啟動系統、自動泊車、L2+自動駕駛等多種功能,這些功能都是在V9F芯片釋出一年的時間裏面世的,已經能夠證明V9系列芯片的開放性、易適配性。芯馳後續釋出的高算力芯片可以更好助力量產自動駕駛落地。

同時,芯馳從今年3月起正式完成出貨,並獲得百萬片/年訂單,客戶覆蓋了合資、自主品牌車企以及Tier 1。從芯馳科技成立,到完成出貨,整個過程不到三年時間,芯馳的量產出貨速度在行業內受到了廣泛的好評。

憑借優秀的量產出貨速度,芯馳科技自動駕駛芯片的表現得到行業更多期待。

還有一個細節值得關註。在安全性和穩定性方面,芯馳科技早在2019年7月就拿到了ISO 26262功能安全流程認證,此後還透過了AEC-Q100認證。目前已釋出的V9系列自動駕駛芯片擁有ASIL-B級別的安全等級。面對未來高等級自動駕駛,芯馳將在域控制器內加入自研的高效能MCU——E3系列芯片,這顆芯片的安全等級能夠達到ASIL-D級別,讓整個域控制器的安全等級更高。

類似做法在行業內很常見,不過其他自動駕駛芯片廠商大多會選擇從國際大廠購買,透過整合在域控制器中,實作高等級安全性。而芯馳科技則具備更完善的產品線布局,因此能夠在域控制器中更多使用自研芯片產品。

芯馳科技CEO仇雨菁說到:「芯馳UniDrive平台的優勢在於硬體設計、軟體設計都是統一的平台化設計,對於客戶來說,他的軟體也很容易適配打通。」

對於以智慧汽車為主的未來出行場景,芯馳科技現有的產品線已經有了明確規劃,那就是智慧座艙和自動駕駛共同發力,二者相互融合。

目前,芯馳科技已經擁有智慧座艙產品線X9系列,頂級產品X9U的CPU效能達到100KDMIPS,做到全球領先的效能水平。這一顆芯片就能夠支持10個屏,實作了高級層的座艙方案,包括儀表、HUD、中控導航、後排娛樂,以及DMS、內建加密等多重功能。

G9系列閘道器的CPU從單核升級到了四核,其中G9V還支持視覺和影像處理,可支持車身控制+儀表,可以滿足客戶的高整合需求。

芯馳科技CEO仇雨菁告訴車東西:「我們未來的產品將打造汽車的中央電腦。中央電腦離不開人機互動,離不開自動駕駛。這就像人一樣,人的大腦,在汽車當中就是自動駕駛;人的五官,就是智慧座艙,它做人機互動;另外就是人的手和腳,就相當於是我們的控車單元,只有三合一才是一個完整的人,而且是一個有機結合起來的完整的人,這就是我們的布局。」

或許到了2030年,汽車將成為我們生活中最大的一個智慧終端。