自动变道已达成 体验蔚来NIO Pilot自动辅助驾驶系统

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回望蔚来ES8发布伊始,2017年12月18日是个值得记住的日子。蔚来让全世界看到科技含量最高的Mobileye EyeQ4列装在了一台中国制造的智能电动车上,同时让世界看到的,还有蔚来的NIO Pilot自动辅助驾驶系统。

遗憾的是,因为种种原因,蔚来的NIO Pilot自动辅助驾驶系统在今天之前仅仅对用户开放了非常基础的主被动安全辅助功能,这也让很多人开始质疑蔚来在自动辅助驾驶领域的能力。直至今日,曾经备受质疑的NIO Pilot系统终于有了令人振奋的消息。

本次,NIO Pilot系统在原有的辅助功能上新增了包括高速自动辅助驾驶及拥堵辅助驾驶在内Pilot自动辅助驾驶功能、ALC转向灯控制变道功能、LKA道路自动保持功能、CAT-F前侧来车预警功能、TSR道路标识识别功能以及APA自动泊车辅助功能。

相对早期功能较为基础的NIO Pilot系统,本次OTA升级之后的功能将进一步提升其自动辅助驾驶系统的级别。同时,进化之后的NIO Pilot系统能够在更多更丰富的使用场景中提供不同程度的自动辅助功能。

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百闻不如一见:什么是NIO Pilot

NIO Pilot并不是严格意义上的自动驾驶,它目前的全称叫做NIO Pilot自动辅助驾驶系统。蔚来用一张图告诉我们今天的NIO Pilot都解禁了哪些功能,除了一些常见的辅助驾驶功能外,自动辅助驾驶(Pilot)以及转向灯控制变道(ALC)的加持是NIO Pilot驾驶辅助系统的核心精华。

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如果按照今天美国SAE协会比较时髦的分类方式,NIO Pilot属于L2级别的自动驾驶系统。L2与L3级别的差别在于前者属于部分自动驾驶功能,车辆可以接管方向盘和加减速等多项操作功能,驾驶员仍需负责除此之外的驾驶动作,同时需要驾驶员保持注意力随时接管车辆状态,而后者则属于条件下自动驾驶功能。也就是说,L3级自动驾驶在特定条件下,可以由车辆完成绝大部分操作功能,驾驶员只需保持注意力随时接管车辆状态即可。无论L2还是L3,驾驶员都需要保持注意力以便随时接管车辆状态,但其本质区别在于到底由谁来对车辆周边情况进行实时且有效的监控。

很显然,L2到L3之间的过渡属于本质上的硬件配置范畴。具备NIO Pilot自动辅助驾驶功能的蔚来车型全部配备了三目前向摄像头、4个环视摄像头、5个毫米波雷达、12个超声波传感器以及1个驾驶状态检测摄像头,在传感器配置上NIO与特斯拉处在同一水平线上。剩下的,就要靠强大的芯片数据算法及分析来解决了。

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自动驾驶是一门高深的技术。想实现自动驾驶,必须要通过非常繁琐、复杂且大量的计算才能完成。因此,智能芯片对于数据的算法及算力是否高级、有效,是除上述那些硬件问题外,最为核心的关键因素。

NIO Pilot全球首装了Mobileye EyeQ4自动驾驶芯片,这是一块世界范围内科技含量首屈一指的先进自动驾驶芯片。正是基于这块芯片,NIO Pilot才具备向更高级别驾驶模式进化的可能。

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但时至今日,即便是特斯拉的“AP”系统也没能达到所谓的L3级自动驾驶水平。除了海外版奥迪A8那个谁也没看到“疗效”的L3级别驾驶系统外,蔚来的NIO Pilot与特斯拉的AutoPilot基本上就可以算是量产车中最先进的自动辅助驾驶技术了。

蔚来自动驾驶部门副总Jamie先生是一位很务实的人,他表示:L2与L3级别自动驾驶在今天的道路上关系非常微妙,他本人并不准备将研发团队的主要精力放在L3级别的自动驾驶中,而是集中所有力量及资金,主攻在未来能够大放光彩的L4级别自动驾驶功能,并致力于2022年将该成果落地。

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自主正向研发:NIO Pilot VS AutoPilot

到目前为止,蔚来是继特斯拉之后唯一一家采用自主正向研发自动驾驶技术的汽车品牌。不要妄想今天的NIO Pilot系统能够真的干掉Autopilot,因为特斯拉在AI智能汽车领域的造诣是无法被人忽视的,同时也是令人尊敬的。蔚来之所以选择与特斯拉一样自主研发这些技术,原因之一当然是为了将核心技术及主导权掌握在自己手中,另一部分原因则是正向研发对于自身品牌、技术、数据的积累、成长起着决定性因素,也是能否深耕该领域的核心要素。

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除了上面我们说的自动辅助驾驶以及转向灯控制变道两项核心技术精华外,NIO Pilot本次还释放了4项关键功能:道路自动保持、前侧来车预警、道路识别标志以及自动泊车辅助系统。我们没必要一一赘述上述功能都是干嘛的,因为名字写的非常清楚。但我们必须要弄明白NIO Pilot是基于什么东西实现上述功能的,因为这对于我们理解今天的智能辅助驾驶系统以及未来的自动驾驶来说至关重要。

我们之前说过NIO Pilot为了实现自动辅助驾驶离不开硬件设备的加持,而三目前向摄像头即是其中无法或缺的硬件之一。所谓三目意为3个向前看的实景摄像头,三者之间分工明确。其一为视角52°的摄像头,它的作用是对车前方一般性道路情况进行监测;之二为视角28°的摄像头,它的作用是对200米内的远距离目标进行监测,这其中就包括红绿灯、道路交通指示牌、200米内的道路、交通环境变化等等;之三则是150°广角摄像头,它负责对车头周围150度范围内的短距离情况进行监测,应对情况之一就是周边车辆强行插队或者逼近等状况。像道路标识识别、远近光自动控制、车道偏离预警、道路自动保持、自动紧急制动以及前向碰撞预警等功能都有赖于三目前向摄像头功能来实现。

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此外,NIO Pilot还配备了5个毫米波雷达,分别位于车头正前方以及车身四个角落。毫米波雷达通过高频率发射毫米波并接收回波,实现对150°及150米范围内的所有目标进行照射、探测,由此获得目标至发射点的距离、距离变化率、高度以及方位等信息。毫米波雷达并不傻,它会钻过一切缝隙保持向前传播直至150米范围,因此它会钻过车底盘等一切犄角旮旯的缝隙并完成对范围内目标的照射。像车道变换预警、车辆盲点监控、侧方开门预警、前后侧来车预警等功能,都要基于毫米波雷达来实现。

剩下的就是4个环视摄像头及12个超声波传感器了。4个摄像头不用说了,实现360°实景影像就是它的功劳。而超声波传感器的探测距离只有5.5米,但优势是对于静止的物体照射、定位更加准确,因此像窄路辅助及自动泊车辅助系统则要仰仗于它的功劳。

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在硬件传感器方面,NIO Pilot相比特斯拉的Autopilot还是有区别的。除了三目前向摄像头大家都有外,特斯拉用5个探测级别的侧向摄像头代替了NIO Pilot的4个侧向毫米波雷达。从技术角度上分析,高清摄像头和毫米波雷达各有优劣。高清摄像头可以清楚的对周边情况进行影像级别的具化,对于周边情况芯片可以更好的掌握并计算。而毫米波雷达通过对周边情况照射,对于周边情况仅仅是能通过像素的形式进行形状的映射。

但有优也会劣。高清摄像头因为是通过画面来辨别周遭情况,因此对于摄像头是否污浊、天气情况是否恶劣等因素十分敏感。而毫米波雷达虽然也会被天气情况而左右效果,但相比侧向摄像头而言,适应性还是更高一些的。当然,这其中还有更高级、同时成本也更高的激光雷达,但无论是Autopilot还是NIO Pilot,目前都没有配装这个东西,所以关于这些硬件设备以及激光雷达,未来我们会单独进行技术解析。

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在开启Pilot操作方面,NIO Pilot相比Autopilot要更加友好、便捷且逻辑清晰。通过方向盘上左边的功能按键,我们可以清楚的看到Pilot的开启按钮,只需按一下即可实现开启与退出功能。相比Autopilot连续拨两下拉杆的操作而言,特斯拉的操作更有质感,而蔚来的操作则更简单明了。

无论是NIO Pilot还是Autopilot,开启高级自动辅助驾驶都需要满足条件。除了前方有无目标车辆及相应速度的要求外,硬件传感器是否清晰无故障、驾驶员是否系好安全带及制动踏板状态等因素都是直接影响Pilot功能是否具备开启条件的关键因素。但除了上述开启条件大家差不多外,NIO Pilot与Autopilot的开启逻辑是不一样的。NIO Pilot会自动监测当前路况条件是否具备随时启动Pilot的条件,如果不具备,那么仪表左下方ADAS区域中的Pilot标识会呈现灰色状态,如果具备开启条件,那么ADAS区域里的图标会呈白色待命状态,此时只需按一下方向盘上的功能键即可进入Pilot模式。

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而Autopilot则不是。这家伙需要接到开启Pilot的请求后再去检查道路情况是否符合条件,如果符合那就开启,如果不符合他就拒绝开启,所以它不会像NIO Pilot那样事先把一切都准备好只待驾驶员一键进入Pilot模式,更不具备当Pilot系统退出后一键重新激活的功能。同时,当类似于进出匝道、手动变道等操作后,系统会在认定可以开启NIO Pilot的情况下继续按照之前的设定工作,这就减少了司机反复关闭、接管、再打开Pilot系统的累赘。

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NIO Pilot的高速、拥堵自动辅助驾驶都是融合了ACC自适应巡航以及探测传感器功能而来,最终交由芯片来完成算法并执行。开启自动辅助驾驶除了要满足Pilot的环境要求外,还需满足15-130km/h(前方无目标车辆)或0-130km/h(前方有目标车辆)的速度要求。在实际体验中,高速自动辅助驾驶的感觉更好,因为道路环境相对封闭、单一,所以Pilot系统能够很大程度解放驾驶员的操作。无论前方有无目标车辆,在道路自动保持系统的加持下,车辆都能从始而终的保持在车道内安全的自动前行,且NIO Pilot可以处理绝大多数情况。但NIO Pilot不允许驾驶员的手离开方向盘,如果超过20秒,系统则会第一次进行警告,如系统仍未检测到驾驶员手握方向盘,系统则会在第二次警告后强制退出Pilot自动辅助驾驶模式。

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需要注意的是,NIO Pilot并不擅长在高速盘桥这种情况下控制车辆。虽然车道保持系统会根据车道线尽量控制行驶轨迹,但因为三目前向摄像头无法有效组合进行环境监测与测算,因此在算法上对于圆弧曲率的测算会出现偏差。当然,如果三目摄像头能够在盘桥或者转弯过程中有效监测到前车运动轨迹及速率,那么Pilot系统还是可以完成对车速和大曲率弯道的控制的。

这点不能赖NIO Pilot,因为这更多的应该是高精地图该干的事。通过高精地图,NIO Pilot系统应该很早就知道这个弯道的弧度有多大、落差有多高,只有这样算法才能先一步计算出为了通过这个圆弧曲率,系统需要将车速保持在多少等等关键信息。即便是今天特斯拉的Autopilot系统,也无法做到进出匝道时100%完全没有问题,所以在某种程度上讲,NIO Pilot在这种场景下遇到的问题,特斯拉目前也无法有效的解决。

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拥堵自动驾驶辅助系统则需要驾驶员尽可能长时间的去适应。这个模式下的Pilot总体来说没有什么逻辑上的破绽和不足,之所以说要去适应的意思是要去领悟在拥堵模式下系统的边界在哪里。对于国内一些极其复杂且不规则的车道线,系统是无法有效识别的。比如车道线2变3、3变2这种不规则的划线方式,硬件传感器就没办法很好的去理解,尤其那种直行车道线带左转待转虚线的情况,系统就会判定车道线拐弯了,此时驾驶员就需要人为修正行驶方向。还有像中国特色的鱼鳞线、网格线、虚线+内实线等等……我们在与随车工程师交流中,他们表示这部分算法未来会加入到芯片算法中去,但是中国的道路划线实在过于复杂、不规则,所以目前还是需要人为控制或是适应NP的系统边界。

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在整个NIO Pilot系统中,我个人最满意的还是转向灯控制变道系统。首先是因为NIO Pilot是继特斯拉Autopilot之外唯一一个可以做到这个功能的系统,其次是这项功能的实际体验确实非常不错。在激活Pilot功能后,转向灯控制变道需要在时速50km/h以上才能启动,驾驶员只需拨动转向灯即可由NIO Pilot检测与完成变道。

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今天的NIO Pilot在功能和算法上距离Autopilot还是有一些差距的,但二者发展的方向和努力目标是一致的。Autopilot或许更加激进,但NIO Pilot在安全、合理性方面的探索则更加执着。不存在谁对谁错,只能说特斯拉与蔚来奔驰在同一条大道之上,只是有前有后而已。

相辅相成:NIO OS 2.0与NIO Pliot

在迎来NIO Pilot同时,我们还迎来了NIO OS 2.0。相比于1.0版本,2.0版本可以浅显的理解为在UI和OS方面进行了全面提升,这种革新从大版本号上的完全迭代就可以窥得一二。

很遗憾,我仅仅是短暂体验过早期的OS 1.0版本,因此,用户的切实痛点我体会起来还有些困难。但是据NIO OS主设计师说,1.0版本无论是在UI设计还是UX用户交互方面大量被实际用户所诟病,例如UI界面单一、太过于扁平化、菜单层级过深、功能界面操作复杂等等……而这些问题,在NIO OS 2.0版本上全部得到了解决。

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首先是UI界面问题。新版本摒弃了1.0时代的三屏设计,回归为一个主页面逻辑。并且所有的根目录以及功能选项都被合理的重新划分,而这次划分逻辑不再是工程师逻辑,而是切切实实的根据用户需求和使用习惯来进行分类。曾经1.0版本功能设置入口过于分散、不便寻找等问题,在2.0版本中基本得以解决。

而整个交互页面在细节设计及视觉侧重方面也进行了重建与优化。首当其冲是方向盘功能按键对控制菜单的逻辑简化,2.0版本只需要点击左下角的菜单按键就可以按顺序切换仪表上的相关信息,而无需再像老版本那样通过复杂的组合键才能在复杂的多级菜单中找到相关的信息。

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目前OS 2.0版本迭代的功能中,屏幕多手势控制及快捷控制中心逻辑是被多次提到的亮点。首先,无论在任何功能页面或APP应用下,通过五指动作即可返回主页面。当需要关闭已经打开的应用时,只需在APP区域内单指下滑一段距离,即可直接返回到主页面。同时,在地图主页面,2.0版本可以支持支持直接单指拖拽地图,以及多指缩放地图的操作。

无论在哪级页面,只需从中控屏的左边缘向右滑即可进入快捷控制中心,在这里相比1.0系统增加了一个“常用功能设置”。大家可以根据自己的需要,自行添加/删除快捷中心里的功能项。同时,你还可以根据你的操作习惯,把这些功能项调整到最顺手的位置。据我们询问工程师,目前可开放的自定义功能仅有看到的这么多,更多功能还在开发和测试中,但整个页面已经为日后更多自定义功能预留了位置,在以后的OTA升级中,主机厂会逐步开放这些功能。

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仪表区域是OS 2.0版本中变化比较大的部分。设计师对仪表显示区域进行了重新梳理与设计。现在,车速、ADAS状态提示等驾驶状态信息置于仪表左侧,而仪表右侧则显示里程、功率、能耗等辅助信息及娱乐信息。仪表中央位置将用于展示导航转弯、告警提示等需要立即查看的高优先级信息,以及作为ADAS相关功能的主功能区。

此外,针对NIO Pilot系统更多功能的释放,NIO OS 2.0系统优化了行驶重要信息的视觉效果,并且在HUD显示内容中也增加了挡位信息及自动驻车状态等提示。

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总结:无论是NIO Pilot更多核心功能的开放还是NIO OS 2.0系统的成功迭代,对于蔚来的用户来说无疑都是极大的利好消息。但在兴奋之余,我们应该去更多的了解一下蔚来对于自身产品所付出的努力。300+人数的自动驾驶开发团队;200+人数的OS系统开发团队,这些数字背后的不断努力让蔚来成功跻身AI智能汽车技术的顶级行列。

更难能可贵的是,我们今天看到的NIO Pilot、NIO OS 2.0都不是所谓的“供应商提供”,而是实打实的蔚来团队正向自主研发。像这样能够将核心技术、核心话语权牢牢掌握在中方手中的情况,在国内汽车行业中实属罕见,更何况蔚来所处的行业还是竞争更加激烈的智能高端电动车领域。或许我们的传统汽车制造业永远无法超越像奔驰、大众、丰田那样的传统巨头,但在未来的高科技智能电动车甚至是真正的无人驾驶汽车方面,我相信以蔚来为首的自主品牌一定能够实现在技术层面上的弯道超车。

来源:第一电动网

作者:赵岚坤

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