7月11日-7月13日,“2024中国汽车论坛”在上海嘉定召开,作为汽车产业发展的“风向标”,本届论坛以“引领新变革 共赢新未来”为主题,汇聚政府主管部委、行业领导、主流车企掌门、产业链重点企业高层、行业精英等共同探索汽车产业的未来之路,旨在凝聚各方力量,形成发展共识,指引未来方向,推动汽车产业可持续高质量发展。
对于汽车产业的未来,不得不提的两个关键词就是:“电动化”和“智能化”。目前,中国汽车行业正处于电动化与智能化的转折点,2024年新能源汽车的渗透率将达到50%,行业整体的技术发展正经历从初步技术突破到性能优化的转变,并开启了由电动化向智能化的迈进。
而对于智能化下半场的发展,本次论坛邀请了国内智驾科技企业地平线总裁陈黎明博士,以智驾头号玩家的角度,以《产研向高而行,解锁高阶智驾新思路》为主题,为大家解析并展望了智能驾驶领域的未来趋势。
地平线总裁陈黎明博士
自动驾驶将迎“ChatGPT时刻”,当下城区NOA体验未达“好用”
目前高阶智驾正处于市场高速增长前的关键拐点,2023年,中国中高端车型中NOA功能渗透率激增,20万-30万区间车型从18.5%升至42.2%,30万以上车型从45.9%增至65.1%。十大中高端车型中,八款已标配NOA,近期中国车企推出的大多数高端车型也都配备了NOA功能。
在智能化高速发展的市场趋势下,陈博士认为,2025年,自动驾驶将迎来ChatGPT时刻,如同大语言模型带来的惊喜,自动驾驶领域将实现类似突破。为了实现这一目标,需要解决的是智能驾驶的体验问题。
陈博士着重指出,当下已量产的城区NOA智能驾驶产品体验仍未及“好用”,目前的智驾系统虽然解决了基本的物理安全问题,但在通行效率、驾驶行为的拟人化以及应对复杂场景的能力上仍然不及消费者预期。而真正“好用”的智驾2.0的系统,除了物理安全,更需要解决用户心理安全的问题,这就要求系统必须提供拟人化的智驾体验,实现通行效率、驾驶拟人、场景通过率的全面突破。达到“好用”后,才能更再进一步,打造用户“爱用”的智驾系统3.0,实现智驾平权。
顶级的软件算法和计算架构,推动智驾从用户可用、好用走向爱用
陈黎明博士阐明:“我们认为,智驾系统要做到‘好用’,必须解决‘Scale Out(横向泛化性提升)’和‘Scale Up(纵向性能上限提升)’难题。“Scale up”的问题是什么?就是如何在特定、固定、受控的小ODD范围内实现性能最优,以处理复杂的场景;“Scale out”方面的问题,则是怎样在尽可能大的地域空间及各种天气条件下实现尽可能高的Scale Up性能。
作为从算法出发思考智驾系统的公司,地平线首先思考的就是如何通过算法来解决“Scale Out”和“Scale Up”难题。目前在算法上有两大开发范式,一种是规则驱动,另一种则是数据驱动。二者各有利弊,规则驱动基于大量人工规则,系统上限低,下限可控;数据驱动的端到端系统,实现信息无损传递,系统上限高,而下限不可控。所以无论是规则驱动或数据驱动,单一都无法全面提升系统能力,这就形成了技术迭代的“跷跷板效应”——不得不在系统上限的提升和系统下限的保障二者之间做取舍。
面对种种难题,地平线通过融合基于规则的系统与数据驱动的端到端系统,采用端到端与交互博弈,打破了技术迭代的“跷跷板效应”,在确保系统下限可控的同时,大幅提升系统上限,打造出“Scale Out”和“Scale Up”的最优解。
首先在感知端,地平线采用“三网合一”端到端,能够把传感器信息、包括地图、导航信息都作为一个输入源输入到一个模型中进行训练推理;同时,基于感知端到端的优势,不仅可以输出动静态目标信息,还能输出高维特征级信息,实现信息的无损传递,从而提升感知端的系统上限,带来对于世界的认知能力和系统性能的全面提升;接着无损信息输入到下游的规控,规控里面有基于神经网络的模块,也有少量基于规则的部分做安全兜底,既能提升系统上限,也能确保系统下限,整个系统基于动静态推理与数据训练,实现场景认知与理解,提升场景泛化能力,从而实现全域可开。
其中端到端技术,也算是近期行业里的热门话题,但其实地平线在端到端上早就开始了前沿探索和技术积累。
早在2016年,地平线便率先提出了自动驾驶端到端的演进理念,并持续取得技术创新与突破:在2022年提出行业领先的自动驾驶感知端到端算法Sparse4D,是行业领先的高性能、高效率、长时序的纯稀疏融合感知架构,完美解决了以往BEV+Transformer架构里面的感知范围和精度与计算效率的平衡问题,打造端到端系统的强大感知基座,在nuScenes公开数据集排行榜第一,是接棒“BEV+Transformer”的下一代架构,为自动驾驶感知带来新突破,从陈博士现场的展示中,我们也可以看到,对比BEVFormer,Sparse4D确实在夜间城区密集人群的精准感知、远距离及时感知的场景下,有着更精准的感知结果。
2022年12月,由地平线学者发表的自动驾驶大模型UniAD,是业界第一个公开发表的端到端自动驾驶大模型,首次实现整体框架的端到端训练,是自动驾驶领域第一次获得CVPR最佳论文。以往的自动驾驶大模型,很多都是感知的端到端,或者最多做到预测的端到端,而UniAD做到了规控的端到端,也就是图像输入,自车轨迹做输出,是更彻底的端到端;UniAD首次提出一个完整的端到端的神经网络,把检测、跟踪、建图、轨迹预测、占据格栅预测及规划整合到一个基于Transformer的巨大的神经网络,实现了感知决策一体化,同时相对于全栈“黑盒”的端到端,UniAD更可控、可解释、可拓展;在NuScenes数据集上获得了SOTA (state of the art),评测结果最优,当下产业界的很多端到端都有受到UniAD启发,从而开启端到端的上车应用,学术与科研界也以UniAD作为基准去对标。
除了在端到端方面的探索,在针对数据驱动的交互博弈算法上,地平线也有革命性的创新。地平线提出领先的模仿-强化混合学习技术,让驾驶更拟人、更安全。一方面,通过模仿学习提高学习效率,解决“拟人化”问题;另一方面通过强化学习克服模仿学习在长尾问题解决等方面存在的缺陷,解决”安全性“问题,进而让整个智驾系统的拟人化和安全性都得以提升。经测试,与单纯的模仿学习相比,混合学习框架具有更好的闭环性能,碰撞率降低50%,而与单纯的强化学习规控策略相比,则具有更好的拟人性,舒适度提升20%。
地平线凭借在端到端和交互博弈算法上的创新与深厚积累,积极将这些先进算法通过创新性的计算架构转化为现实。早在2016年,地平线便敏锐地意识到,通过硬件实现软件功能,不仅能显著提升系统性能,更能大幅削减成本。为此,地平线提出了“智能计算的新摩尔定律”,为智能计算方案设计与性能提升铺设了一条明确的道路。在“智能计算的新摩尔定律”的指导下,地平线自主研发创新性的计算架构BPU。
BPU是地平线自主设计研发的创新性智能计算架构,紧跟深度学习和算法发展趋势,专注神经网络架构与高级别自动驾驶应用,通过深度学习加速技术,持续优化计算密度和能效,实现算法、灵活性与硬件效率的完美平衡。
作为智能计算的核心,BPU具备“智能进化”特性,融合算法、编译器与架构设计,通过数据驱动自动化验证,持续迭代优化,加速智能进化。BPU历经三次迭代,从伯努利架构的高性能低功耗感知计算,到贝叶斯架构的感知预测高效计算,再到纳什架构的全场景NOA交互博弈支持,不断演进。
从第一代BPU伯努利架构到从最新一代纳什架构,六年的时间里,通过软件和硬件的优化,BPU整个计算性能提升了246倍,对于Transformer的性能3年内提升了27倍。而在摩尔定律下,计算性能6年最多提升16倍。以“软硬结合”为核心的新摩尔定律的性能提升速度,远超摩尔定律。
地平线软硬结合,推动高阶智驾量产落地,实现人人可及
端到端、交互博弈和BPU,就是地平线要打造“好用、爱用”的智驾系统,走向自动驾驶ChatGPT时刻的技术底座。陈博士强调,“我们用软硬结合的技术实力推动智能驾驶从‘可用’到‘好用’最后到‘爱用’。”
地平线也始终秉持,产品是检验技术领先性的唯一标准。基于深厚的算法积累和创新的硬件架构,地平线在今年也推出了全新产品,加速智能驾驶面向全场景落地。
据陈博士介绍,地平线今年推出了“一硬一软”两款新产品。硬件产品是业内唯一满足全阶智能驾驶量产的系列计算方案——征程6,作为一款系列化的车载智能计算方案,征程6系列共有6个版本,全面覆盖低、中、高阶智能驾驶需求。据悉,这一系列化方案采用统一的硬件架构、工具链和软件栈,确保了开发环境的一致性和兼容性,极大提升了合作伙伴的开发效率,加速自动驾驶技术的商业化进程。凭借其平台化的计算架构和成熟的量产开发平台,征程6系列也能支持上层应用的高效开发与灵活部署,帮助车企迅速实现产品上市,抢占市场先机。
而另一款软件产品,则是Horizon SuperDrive全场景智能驾驶解决方案,旨在通过软硬结合,打造拟人化、优雅从容的智驾2.0系统。利用“三网合一”端到端感知架构和交互博弈算法,SuperDrive在各类复杂城区路况下展现卓越的通过率、效率和拟人驾驶风格。配合征程6旗舰版,不仅加速了城区NOA方案的量产,还为行业提供了提供高阶智驾“样板间”,促进产业链研发与交付效率,共同推进智驾技术的全面升级。
SuperDrive能覆盖全场景,包括城区、高速和泊车场景,实现全场景无差别的高阶智驾,现场陈博士也向大家作了视频展示,从视频可以看出SuperDrive能实现拥堵时灵活换道、效仿老司机适时调整路线、轻松过环岛、精准汇入主路,安全礼让行人等一系列操作,同时兼顾了行车安全与通行效率。
在过去九年,地平线始终坚持Tier-2的定位,征程家族累计出货量超过500万片,累计定点量产车型达230余个,携手100多家合作伙伴一起服务了20多家主机厂,合作超过110款量产车型上市,陪伴用户行驶百亿公里里程。正如陈博士所言,未来,地平线还将坚定的携手行业伙伴,一起推动自动驾驶向高而行,用高效的软硬协同智驾解决方案赋能合作伙伴,共同推动自动驾驶技术走向可用、好用,让用户更爱用。