智能驾驶详解之小鹏NGP系列

智能驾驶详解之小鹏NGP系列

日前，小鹏官方宣布，旗下旗舰SUV小鹏G9将于6月正式发布，并剧透了新车的众多产品信息。包括将确认搭载空气悬架、5D沉浸式音响以及进化版语音控制等全新功能配置。除此之外，更强大的的智能辅助驾驶也将成为小鹏G9的产品亮点。

据悉，小鹏G9将搭载小鹏XPILOT4.0硬件，配备两颗激光雷达以及多颗800万像素摄像头等感知硬件。计算平台方面，小鹏G9搭载两颗英伟达OrinX芯片，单颗算力可以达到254TOPS。

得益于搭载更强大的硬件，在这也让人对小鹏G9的智能驾驶表现有了更大的期待。

按照小鹏汽车CEO何小鹏的说法，这套驾驶辅助系统会非常强，可实现端到端到辅助驾驶，也就是说，可以支持城市NGP和高速NGP导航两套智能辅助驾驶系统。不过，由于新车还未上市，关于这款车的智能驾驶表现一切都处于猜想阶段。

但是，小鹏此前已经在旗下P7上搭载了高速NGP导航辅助驾驶以及VPA停车场记忆泊车这两项高级别驾驶辅助功能。而城市NGP则率先搭载在小鹏P5车型，使得该车驾驶辅助系统的应用范围和竞争力大大增加。

电驹此前有详细体验小鹏的NGP，其整体表现已经领先很多竞争对手。下面我们就来看看小鹏NGP的技术亮点和具体表现。

NGP的技术亮点

整体来说，小鹏NGP的各项智能驾驶水平都是比较领先的，而背后离不开其强大硬件和软件支持。

一、采用多维感知融合方案

不同特斯拉的纯视觉方案，小鹏汽车采用的则是基于多传感器融合方案的感知系统，这也是目前大多数国内车企走的技术路线。

具体来看，小鹏汽车采用摄像头+激光雷达+高精地图技术路线，以高精地图为主导，视觉系统作为辅助，激光雷达作为冗余支持，加以 NVIDIA Xavier支持，从而能并串联停车场、高速、城市道路等不同场景。

以小鹏P5为例，其硬件如下：

包括2个激光雷达、5个毫米波雷达、12个超声波雷达、4个环视摄像头、9个高感知摄像头以及高精度GPS。

相比P7，P5少了1个高感知摄像头，但增加了2个激光雷达。如此「堆料」的结果就是小鹏P5全车感知硬件比特斯拉Model 3多出了10个。

而这其中，激光雷达起到至关重要的作用，是实现城市NGP的关键。

其实，关注小鹏P5这款车型的人可能就会发现，只有P5 550P和600P车型能够选装城市NGP功能，而价格更低的550E车型则不行！

之所以如此，很重要的原因是550E车型并没有配备激光雷达硬件，所以不能选装城市NGP功能。详细车型参数对比可以参看下表：

据悉，小鹏P5上的激光雷达来自Livox览沃。Livox览沃科技是DJI大疆创新内部孵化成立的独立公司，致力于提供高性能、低成本的激光雷达传感器，并且应用于自动驾驶、智慧城市、移动机器人等多个行业。

该雷达的探测距离约为150米，视场角度为120°（水平）X 25°（垂直），等效点云密度为144线，角分辨率为0.2°（水平）X 0.3°（垂直），数据量为40万点/秒，等效帧率为20Hz。

这样的能力可以补充摄像头与毫米波雷达在复杂场景下的短板：

1、针对远距小障碍物，毫米波雷达的角分辨率不够，摄像头对远端的通用障碍物识别不够，而激光雷达就可能及时识别。同时，激光雷达对环境的描绘更为细腻，能够更好地检测诸如行人、自行车、雪糕桶等细小目标物体。

2、对于近距离加塞场景，毫米波雷达的角分辨率不够，摄像头通常来说需累计多帧，需要几百毫秒才可以确认加塞，而激光雷达由于精确的角度测量能力和轮廓测量能力，可以 2 – 3 帧确认加塞，百毫秒内做出判断。

3、在隧道或者夜间行车的场景下，相比起摄像头对光线有一定要求，激光雷达能够在灯光昏暗的夜间很好地工作。

4、面对城市NGP遇到的典型工况（如十字路口、右转专用道、掉头专用道等），激光雷达比毫米波雷达更有优势。

5、除此之外，在激光接收器方面，Livox览沃HAP激光雷达采用了APD雪崩光电二极管作为激光接收器。该器件的动态范围更大，探测效率相对较高，更适合于户外远距离环境探测，与汽车驾驶辅助/自动驾驶系统应用场景更为契合。

总结来说，毫米波雷达虽能发现障碍物，但其只能看到模糊的轮廓。而高精度的激光雷达则能保证在短时间内将物体“看清”，并且快速分析出障碍究竟是什么，从而帮助处于智能驾驶辅助状态的车辆更快更准地做出判断。

而得益于激光雷达具备更宽泛的探测范围，以及更高的障碍物的识别精度，同时，受光照影响更小，从而可以让其能够完成更加复杂的智能驾驶指令。

不过，正所谓术业有专攻，激光雷达目前无法有效识别路面的标志，如分道线、各种指引箭头；也无法分辨限速标识和红绿灯状态信息，这恰好是摄像头的强项。而这也是小鹏P5上的每一个环境识别传感器都有其存在的意义。

总之，通过毫米波雷达、激光雷达、视觉感知系统的灵魂合作，它们各自发挥自身的长处、相互协作，有效提升目标检测能力、弱光条件下的整车感知性能，实现NGP功能用户体验的优化。

而相较于特斯拉特斯拉更为激进的纯视觉算法，小鹏P5的双激光雷达无疑更适合中国的复杂路况。

二、定位

在高速NGP场景，小鹏汽车具备了分米级的定位能力，由于高速公路大部分地方GPS都很好，所以整个算法的定位引擎是以GPS为纲。

但是，在城市场景中，小鹏汽车把分米级的场景升级到了厘米级。原来以GPS为纲的架构，改成了以视觉、地图为纲。

据小鹏汽车自动驾驶副总裁吴新宙介绍，因为点云地图的数据量会比较大，同时也受制于一定的法律法规限制，不具有量产性，小鹏汽车的方案是基于视觉、高精地图、GPS以及其他传感器的多传感器融合方法。

另外，对于定位来说，他还特意强调一点，对于城市场景，高精地图的鲜度非常关键，小鹏汽车正在和高德地图一起努力，希望发布的时候能够做到天级更新高精度地图的能力。

三、全栈自研能力

小鹏具备智能驾驶系统全栈自研能力，自研了车辆端的视觉感知、传感器融合、规划、定位、决策、控制等方面，同时形成了数据和算法的全闭环。

小鹏从数据采集开始，做数据交互、模型的优化、模型的验证，模型验证问题的反馈等，这些东西形成了完整的闭环，这样的好处是可以对算法进行快速的迭代。

吴新宙认为，硬件只是在下半场入场的基础，在下半场保持持续领先更多的会来自于软件能力、算法能力、体系和效率能力，小鹏汽车会在数据闭环和地图闭环这两个能力上持续发力。

四、庞大的数据积累

吴新宙表示：小鹏汽车希望到2022年底，会有1.2亿公里高速NGP的累计数据，有3500万公里的城市NGP里程，还有90%VPA泊车的城市覆盖率，“这些都是我们保持在下半场领先的基础”。

为了更快速的积累收据、探索场景，小鹏汽车计划在2022年下半年，开启自动驾驶运营业务。小鹏汽车做运营的底层逻辑是跑数据和场景，以此来打磨技术，待到技术成熟时，再用来赋能运营企业。

具体功能表现

一、城市NGP