小鵬NGP功能全揭秘 自動輔助駕駛中的老司機？

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術頻道】雖然說真正的全自動駕駛現(xiàn)在還沒有實現(xiàn)，但針對特定場景下的自動駕駛已經有一些車企可以觸及。特斯拉的NOA自動輔助導航駕駛以及蔚來的NOP領航輔助駕駛都可以在高速上實現(xiàn)自動輔助駕駛功能。而相信第三家推出高速駕駛輔助功能的車企，會是小鵬。

　　所謂的高速輔助駕駛，顧名思義也就是在高速上，車輛會根據(jù)導航進行自動駕駛，車輛在高速中可以自主變道、自主選擇最優(yōu)車道、自主調整限速、自主實現(xiàn)超車、自主進出匝道、自主通過匝道切到另外的高速上。當然，使用的場景就僅限于在高速上。

　　最先發(fā)布這項功能的是特斯拉，在2019年6月份，特斯拉就向國內選裝了FSD（完全自動駕駛）硬件的車主推送了NOA(Navigate on Autopilot) 自動輔助導航駕駛功能。特斯拉也是全球第一家在量產車型中實現(xiàn)高速自動駕駛的車企，顯然，特斯拉作為智能汽車的攪局者和領頭羊，在技術的推進的速度是十分強悍的。

　　而在今年的10月初，蔚來向選裝了NIO Pilot全配包(自動輔助駕駛系統(tǒng))的車型推送了NOP(Navigation on Pilot)領航輔助駕駛功能。這個名字雖然聽著不太一樣，但本質跟特斯拉的NOA是一致的，都是在高速上車輛根據(jù)導航進行自動駕駛。

　　類似功能在小鵬上被稱為NGP(Navigation Guided Pilot)自主導航駕駛功能，目前小鵬NGP功能還處于調試狀態(tài)，仍未向用戶進行推送，預計推送的時間是在明年一季度，搭載的車型是選裝了NGP硬件的小鵬P7。如果小鵬正式推送發(fā)布NGP的話，相信會是全球第三家實現(xiàn)該項功能的車企。

　　實際上高速導航自動駕駛本質是自動駕駛的一個小分支，在特定場景下實現(xiàn)了自動駕駛這么一項人類一直在追求的技術。而在自動駕駛在高速場景下率先得到量產應用，原因也十分簡單：因為高速的路況遠比城市路況簡單。高速上并沒有紅綠燈，也沒有十字路口，更沒有行人，車輛只需要做好跟車、車道選擇以及進出匝道即可實現(xiàn)自動駕駛。

　　當然，高速導航自動駕駛功能看似實現(xiàn)起來并不難，但這僅僅是相比城市中全場景自動駕駛而言的。要真正實現(xiàn)高速自動駕駛功能，需要處理的問題也是十分多，如果這項功能真的那么容易實現(xiàn)，那至今就不會僅有兩家車企實現(xiàn)了這項功能的量產推送。

　　那高速自動駕駛過程中，需要解決什么樣的難題呢？舉個例子：車輛本車道行駛時怎么保證跟車安全？有車輛突然加塞或緊急變線時怎么處理？在車輛變線時怎么保證車輛的安全？車輛變線的時機怎么確認？什么時候應該超車？車很多時要怎么出匝道？出匝道后并入主道怎么保證準確？道路的標線和限速怎么精確識別？路面遇到施工封路怎么處理？

　　關于高速自動駕駛這方面的問題，真的有很多很多，所以這才需要工程團隊花巨大的時間去逐項進行算法確定以及優(yōu)化，

　　可能也會有小部分網(wǎng)友覺得，自己的車通過自適應巡航+車道保持也能實現(xiàn)在高速上車車輛的自動駕駛，但顯然這跟本文說的高速導航自動駕駛還有十萬八千里的差距。因為高速導航自動駕駛的安全性和穩(wěn)定性要遠高于普通的自適應巡航等駕駛輔助，另外高速導航自動駕駛車輛還會自動超車和出匝道，這些功能是傳統(tǒng)L2級別駕駛輔助功能不能實現(xiàn)的。

　　人在開車時就需要眼觀八方，為的就是采集車輛周圍的信息，從而判斷接下來該做什么動作。那對于車輛自動駕駛而言也是這樣的，車要先知道四周的情況才能確定該怎么去駕駛。對于小鵬而言，這套NGP系統(tǒng)使用了13個攝像頭、12個超聲波雷達、5個毫米波雷達和1個車內攝像頭來實現(xiàn)對車輛周邊的信息采集。

　　13個攝像頭中，4個是傳統(tǒng)的環(huán)視攝像頭、5個是環(huán)車身高感知攝像頭、1個放在擋風玻璃上方的三目攝像頭模塊（廣角、中距和遠距攝像頭）、1個在三目攝像頭模塊旁的前安全輔助攝像頭。這些攝像頭的存在是為了通過視覺來識別車輛周邊的車輛距離和位置，另外還會通過視覺識別出前方的行人以及樁筒等障礙物。未來在城市中要實現(xiàn)自動駕駛的話，還需要攝像頭識別紅綠燈信號。

　　而毫米波雷達則是用來確定車輛周邊目標的距離、范圍和速度。一般自適應巡航以及主動剎車系統(tǒng)中，都會使用到一顆前置的毫米波雷達，其作用就是為了確定前車的距離和速度。而自動駕駛中需要采集車身周邊目標的信息，所以使用了更多的毫米波雷達來進行信息采集。

　　小鵬的NGP采用了多傳感信息融合路線，通過攝像頭以及雷達雙重感知，讓車輛對周邊的環(huán)境有了精確的了解，這樣可以讓NGP系統(tǒng)作出最合適的指令。

　　在數(shù)據(jù)采集方面有了豐富基礎后，車輛要實現(xiàn)自動駕駛還需要一個大腦，這個大腦需要去處理每一個車輛收集到的信息，并且根據(jù)當前的信息去發(fā)出下一步的指令。小鵬NGP系統(tǒng)使用的“大腦”就是英偉達(NVIDIA)Xavier 計算平臺，這是英偉達2018年初發(fā)布的AI超級計算芯片，單塊Xavier 芯片算力達到了30TOPS（峰值為32TOPS），也就是芯片每秒可以進行30萬億次運算。雖然看似這個芯片的數(shù)據(jù)處理能力超強，但實際上自動駕駛對算力的需求是無盡的，算力越高的芯片，可以讓自動駕駛系統(tǒng)效率越高，表現(xiàn)也會越強。

　　小鵬其實是在2018年與英偉達、德賽西威簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同研發(fā)適配中國交通環(huán)境和駕駛場景的L3級自動駕駛技術。其中英偉達負責提供Xavier計算平臺、德賽西威完成自動駕駛計算平臺的硬件開發(fā)、小鵬則提供自主研發(fā)的自動駕駛軟件系統(tǒng)。從現(xiàn)在來看，三方的合作是成功的，最終的成品也在小鵬P7上實現(xiàn)了落地。

　　不過這一幕，在2020年上也出現(xiàn)在了其他車企上。2020年9月，理想汽車宣布與英偉達、德賽西威簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，理想汽車將成為全球首個量產使用NVIDIA ORIN芯片的車企，量產車型將于2022年下線。而這里的英偉達ORIN芯片，是英偉達最新一代的自動駕駛芯片（2019年發(fā)布，2022年正式投產），其芯片算力達到了200TOPS、包含了170億個晶體管，8個核心。這也就意味著，ORIN芯片性能是小鵬NGP使用Xavier芯片的7倍。當然，在2018年小鵬為了盡快推進P7的研發(fā)，也只能使用英偉達現(xiàn)成的芯片，如果要等最新一代的自動駕駛芯片，P7現(xiàn)在都無法交付。

　　除了傳感器以及處理器外，NGP還需要高精度地圖以及高精定位系統(tǒng)。高精度地圖的作用是為了讓車輛知道前方的道路基本狀況（直線還是彎道、彎道曲率、限速、車道數(shù)量等等），而高精定位系統(tǒng)則是可以實時定位車輛的位置，并且可以確定車輛處于哪一條車道上，這樣才能讓系統(tǒng)判斷接下來的要做什么操作。

　　小鵬NGP功能實際上是XPILOT 3.0自動駕駛輔助系統(tǒng)里的其中一項功能，而XPILOT 3.0是小鵬目前最新最先進的自動駕駛輔助系統(tǒng)。這套自動駕駛輔助系統(tǒng)包括了常規(guī)的駕駛輔助（自適應巡航、車道保持、主動剎車）、NGP高速自主導航駕駛、自動泊車等功能。不過目前XPILOT 3.0系統(tǒng)仍然未向車主進行推送，車主們還需要耐性多等待一段時間才能體驗到全面的駕駛輔助功能。

　　想要擁有NGP功能就必須選裝XPILOT 3.0的硬件和軟件，而小鵬跟特斯拉有一個很大的不同就在于其不同車型的駕駛輔助硬件是不一樣的，想要選擇XPILOT 3.0功能的朋友必須了解清楚車輛配置，因為小鵬P7后期是不支持硬件升級的。

　　小鵬P7共有后驅長續(xù)航版、后驅超長續(xù)航版、四驅高性能版四個大基礎版本，在后驅長續(xù)航版、后驅超長續(xù)航版中又分別有智行版（低配）、智享版（中配）、智尊版（頂配）三個配置版本，而在四驅高性能版中則只有智享版（中配）、智尊版（頂配）兩個配置。在所有車型版本中，只有智尊版才會搭載有XPILOT 3.0系統(tǒng)的硬件，其余車型沒有也不能選配XPILOT 3.0系統(tǒng)的硬件。

　　當然，你以為你選擇了智尊版車型就可以順理成章享有XPILOT 3.0系統(tǒng)的硬件和軟件？抱歉，小鵬這里還有一個小“套路”：XPILOT 3.0的硬件和軟件是分開購買的，智尊版標配XPILOT 3.0硬件，但軟件上只會配XPILOT 2.5+的功能（自適應巡航、車道保持、自適應彎道巡航、自動變道輔助、主動剎車、前碰撞預警、車道偏離預警等）。

　　如果你想要在智尊版的基礎上享受到XPILOT 3.0功能，可以在購車時選裝XPILOT 3.0軟件功能，價格是2萬元。如果是在提車后再購買的話，則需要3.6萬元。從性價比而言，自然是在購車時直接選裝是最好的。

　　這么算下來，擁有NGP功能最低需要花多少錢呢？答案是27.99萬元。首先選的是小鵬P7入門的后驅長續(xù)航版（小鵬G3車型不支持XPILOT 3.0），然后再選里面的頂配智尊版車型，外觀內飾均不做額外的選配，這樣補貼后價格是25.99萬元，再加2萬元選配XPILOT 3.0軟件功能，這樣車價就是27.99萬元。當然，落地的話還得上個保險，這樣至少也得28.59萬元。

　　前幾天我有幸參與到小鵬NGP工程版的體驗活動中，我使用NGP功能在高速上跑了40分鐘左右，也經歷到了相當豐富的高速場景，對于小鵬NGP系統(tǒng)可以說有了一個深入的了解。在展開說的之前，需要注意的是本次體驗的小鵬NGP功能屬于工程版，功能、表現(xiàn)、車內屏幕UI都不代表最終推送的狀態(tài)。

　　要開啟NGP功能，首先你需要設置好導航，然后在駛入高速收費站后，車輛就已經進入NGP可用范圍，此時你快速下?lián)軆上聯(lián)鯒U，車輛就會進入NGP功能。在出高速接近收費站時，NGP功能就會停止，因為出了高速后NGP就不支持使用。如果行駛過程中人接管后，想要再次啟用NGP，也是直接撥兩下?lián)鯒U即可。

　　進入NGP功能后，中控屏可以調出自動駕駛場景顯示，不過這個畫面僅是工程版的展示，實際NGP功能推送時，儀表盤以及中控屏都會有新的自動駕駛UI出現(xiàn)，并不會像現(xiàn)在我們看到這般普通。

　　在高速主路上行駛時，NGP系統(tǒng)會根據(jù)地圖以及路牌自動調整限速，顯然這項技能還是十分基礎且有必要的，因為如果在行駛中還需要自己手動調節(jié)限速的話，就不算是真正的自動駕駛了。

　　而在本車道內保持正常的跟車以及在車道內的居中行駛，這也是基本功之一，因為這兩項功能本質上就是自適應巡航+車道保持。小鵬NGP在這方面表現(xiàn)是正常的，即便是有車進行加塞也能很好地進行識別并且減速。

　　而高速導航自動駕駛其中一個很關鍵的技能，就是超車。那么超車其實就涉及到兩個基本問題：超車的時機還有變道表現(xiàn)。首先來說的是超車時機，小鵬NGP整體的策略還是偏高效的，在進入高速主道后，會找機會進入主干道或是快車道行駛，而在本車道內如果前車過慢，系統(tǒng)就會作出超車的指令。在體驗的過程，小鵬NGP表現(xiàn)比較機智，識別到前車車速明顯低于限速時，車輛就會尋找機會超車，在超車道行駛時，如果旁邊快車道都是慢車，那么車輛也不會急著變道回去，而是會過了慢車后再變道回去快車道，這點表現(xiàn)還是很不錯的。

　　NGP變道的表現(xiàn)也是可以讓人滿意的，系統(tǒng)會判斷左側車道的前后車輛狀態(tài)，如果間距合適的話就會自動打燈變道。左側車道并線距離不足或是后方車輛在快速靠近、前方車輛有制動減速的話，小鵬NGP都不會執(zhí)行變道指令，它會等待一段時間找合適的機會變道。如果等到一段時間后仍舊沒有找到變道機會的話，NGP會取向變道的想法，在本車道內繼續(xù)行駛一段距離。

　　小鵬NGP變道時打轉向還是比較急的，至少稱不上是平和地切入隔壁車道，在車內的感受會覺得動作稍大，當然，這樣的設定也是有好處的：可以更快更高效地完成變道，如果變道太緩慢，那么很容易會因為狀況出現(xiàn)變化而中途取消變道。另外很重要的一點就是，小鵬NGP變道時會同時提速，并不會出現(xiàn)變道減速這種基本錯誤。

　　而在變道時其實還會遇到一個比較高難度的場景，那就是向右變入目標車道時，車前方或后方也有車輛同時變線進入目標車道。這樣的場景小鵬的工程師坦言，目前還處于調試狀態(tài)，并不能100%能識別到這樣的場景并進行躲避。但我相信在小鵬NGP正式推送時，工程師會把這個問題解決好。

　　在高速行駛時，少不了的就是出匝道和出匝道并入主路，這也對自動駕駛系統(tǒng)提出了不少要求。先來說的是出匝道，小鵬NGP會提前2公里開始為出匝道做準備，也就是車輛會開始逐步并入最右車道。而往往在最右的車道，都會有不少大貨車或是慢車在排隊行駛，這對于NGP系統(tǒng)而言是個挑戰(zhàn)，因為要想并進去這個車道就得找到或等到合適的機會。在這方面，特斯拉以及蔚來都會用減速的方法來一直等待找就會并入最右車道。而小鵬NGP除了有減速找機會外，還會提速往前找機會，這樣的策略設計就比較貼合人駕駛。

　　當然，在實際體驗時我也遇到了右側兩個車道都堵滿了大貨車以及大巴（車流密集），這個時候雖然NGP在努力在找機會變道，但無奈條件都不能達到，車輛就會減速一直找并線機會。這種情況確實對NGP是一個挑戰(zhàn)，連人駕駛擠進入都不容易，有何況是自動駕駛系統(tǒng)呢？所以遇到這種特殊情況，建議還是人接管來過渡一下更為高效。

　　進入匝道后，車輛會按照最高60km/h的速度來行駛，駕駛員也無法手動調高限速，這個設定是為了保證車輛通過匝道時的安全。不過實際使用時這個限速要求似乎有點太古板，因為有些匝道是比較直和寬的，通過速度還能提升，另外就是匝道超車時，NGP也會堅守最高60km/h的速度，所以超車后速度提不上去就會堵住后方的車輛。匝道限速這個問題，小鵬的工程師們表示已經注意到這個情況，在研究怎么解決。

　　一般匝道的彎道曲率都比較大，這對于車輛保持車道居中其實也是個不小的挑戰(zhàn)，小鵬NGP通過匝道都比較自然，沒有出現(xiàn)需要大幅突發(fā)修正方向的情況，整體感受跟人自己駕駛類似。

　　而通過匝道后，就會進入下一條高速，此時車輛要做的是從匝道出口并入主道。小鵬NGP在并入主道前就會開始分階段提速，所以整體提速感不會太突兀。而并入主道的過程表現(xiàn)也足夠自然，并沒有太過生硬的動作出現(xiàn)，這點NGP系統(tǒng)優(yōu)化是到位的。

　　在高速上，除了上面提到的狀況外，其實還有相當多的突發(fā)情況出現(xiàn)，這都是需要小鵬NGP系統(tǒng)去一一處理的。在體驗過程中，我就遇到了兩個常見的高速突發(fā)場景：施工封道、保潔車極緩慢在超車道行駛。

　　先來說的是施工封道情況，高速施工區(qū)域前都會設置有很長的樁筒群，以提示駕駛員注意前方變化。而樁筒的排列都是斜的，最后逐漸封閉車道。小鵬NGP可以通過攝像頭來識別到車道前方的樁筒，但最關鍵的是NGP系統(tǒng)能不能避讓樁筒。從我們的體驗中，由于超速在100km/h以上，所以NGP雖然識別到了樁筒，但也沒有辦法做出避讓。而工程師表示，車速在80-90km/h以下，系統(tǒng)是可以自動避讓樁筒，順著樁筒自動變換車道安全通過。

　　其實速度太快不能避讓樁筒，這里面涉及到很多方面的原因。首先是樁筒的識別與定位，樁筒的識別全靠擋風玻璃上方的三目攝像頭，毫米波雷達是不能識別樁筒的。而三目攝像頭識別出前方有樁筒不難，難的是精確計算出樁筒的位置還有與車輪的距離。只有車輛距離樁筒較近時，NGP系統(tǒng)才能計算出主樁筒群的定位以及距離，從而讓車輛做出避讓，這也是為什么速度低時就可以避讓樁筒，因為速度太快的話，待攝像頭精確識別到樁筒群，此時車輛就來不及做避讓動作了。

　　當然，小鵬NGP能夠在一定速度區(qū)間內避讓到樁筒，已經很不錯了，要知道特斯拉NOA和蔚來NOP目前都還不能避讓樁筒。

　　關于避讓樁筒這一塊還得補充的是，實際上小鵬還留了一手。目前NGP系統(tǒng)中，硬件是沒有全開的，三目攝像頭中的窄角（長焦）攝像頭以及后車身高感知攝像頭都是沒有開啟。如果遠距攝像頭開放工作的話，樁筒識別方面表現(xiàn)或許或更好，樁筒的避讓表現(xiàn)也會更好一些。小鵬官方表示，在NGP功能正式發(fā)布時，全車硬件將會全開。

　　第二個要說的是前方遇到停在車道中的車輛或行駛極為緩慢的保潔車。這種情況，車輛的毫米波雷達和攝像頭都是無法識別到前方有障礙物的，NGP系統(tǒng)也不會提示前方有異常。此時如果人不接管主動變道的話，就會出現(xiàn)危險，此前特斯拉在國內就出現(xiàn)過一例這樣的事故。所以在使用NGP系統(tǒng)時，我們需要清楚地認識到，NGP并不是100%的安全，還是需要駕駛員時刻觀察路況，隨時作出接管準備。

　　前面已經提到，實現(xiàn)量產高速導航輔助駕駛功能的，目前只有特斯拉和蔚來，而小鵬NGP也推送可期，所以這三者的功能對比是逃不掉的。

　　目前我們還沒有就會把特斯拉Model 3、蔚來ES6和小鵬P7三者放在同一段高速上進行測試，所以在這里的對比主要還是放在硬件方面。畢竟強悍的駕駛輔助功能，都需要依靠強大的硬件來保障，所以硬件是好壞的先決條件。

　　從傳感器的數(shù)量來看，小鵬P7是最多的，所以其感知車身周邊環(huán)境也要更為高效和精確，并且小鵬使用的是視覺+雷達的雙重感知方案，可以讓NGP系統(tǒng)安全性更高、策略也可以更靈活。

　　特斯拉實際上是比較倚重視覺感知方案，所以特斯拉只有一個毫米波雷達。在變線超車以及出匝道時，特斯拉都是通過攝像頭來感知周邊環(huán)境。雖然說傳感器數(shù)量沒有小鵬豐富，但特斯拉憑借強大的算法和圖像處理，讓車輛實現(xiàn)了高級駕駛輔助功能，這也是特斯特厲害的一個地方。特斯拉在自動駕駛的路徑上其實并沒有選擇地圖融合，也就是沒有使用高精度地圖進行駕駛輔助，而是依靠視覺和雷達感知，加上對周邊車輛的行為/運動預測來達成自動駕駛。

　　而蔚來其實更多是倚重毫米波雷達來進行駕駛輔助的，雖然ES6也擁有8個攝像頭，但其中4個是傳統(tǒng)的環(huán)視攝像頭，只能提供近距離的車輛識別。另外3個攝像頭則是擋風玻璃上方的三目攝像頭，它們只能收集道路前方的信息。所以蔚來的領航輔助功能更多的是利用毫米波雷達實現(xiàn)變道，合流、出高速則結合地圖、毫米波雷達和前視攝像頭實現(xiàn)。蔚來相比特斯拉而言其實并沒有做周邊車輛的行為/運動預測，但蔚來比特斯拉多了使用地圖融合，也就是會結合高精度地圖來進行路況的感知。

　　小鵬P7的雙重感知方案其實有點類似糅合了特斯拉以及蔚來的方案，感知源更為豐富，并且除了有雙重感知外，小鵬NGP也會對周邊車輛的行為進行預測，并且還會使用高精度地圖信息，這樣全面的架構對自動駕駛是有很大幫助的。當然，更多的感知源、更復雜的架構也會大大增加數(shù)據(jù)的處理量，對于算法和處理器也有更高的要求。

　　提到數(shù)據(jù)處理，這里就少不了自動駕駛處理器。以各自最新車型為例，特斯拉Model 3搭載的是HW3.0，這是特斯拉自己研發(fā)的芯片，單塊芯片算力為72TOPS，整個HW3.0處理器算力為144TOPS。而蔚來ES6使用的是英特爾旗下的Mobileye EyeQ4處理器，其算力為2.5TOPS。小鵬使用的NVIDIA Xavier計算平臺，其算力為30TOPS。從數(shù)據(jù)處理能力來看，特斯拉的HW3.0依舊處于領先地位，小鵬和蔚來與其均有差異。

　　特斯拉的HW3.0擁有超強的算力，這點可以讓駕駛系統(tǒng)處理更多的數(shù)據(jù)。這也是為什么最近特斯拉在美國向部分用戶推送智能輔助駕駛的最新版本FSD Beta的原因，F(xiàn)SD Beta支持在城市中進行自動駕駛（該版本仍然處于測試中，并未大規(guī)模開放用戶升級）。在硬件沒有升級的前提下，特斯拉試水在城市中進行自動駕駛輔助，依靠的正是強大的處理器，它可以從圖像中分析出更多的信息，能夠把城市中的道路標線、路旁的障礙物、人以及車輛都識別出來。

　　在這種背景下，更是讓我期待特斯拉Model 3、蔚來ES6和小鵬P7三者一起進行高速自動駕駛輔助測試，看看是雙重感知的小鵬NGP更像老司機，還是處理器實力超群的特斯拉NOA更高效。這里就先給各位留下一點懸念，待日后小鵬正式推送NGP時，我們將會找來車型進行對比。

　　小鵬的NGP高速導航駕駛輔助功能雖然目前還是工程版，但經過體驗后，我認為小鵬在NGP系統(tǒng)上確實用心，無論是常規(guī)表現(xiàn)還是特殊路況，都有自己的一套解決方案，整體駕駛策略靈活。如果你打算選擇小鵬P7的話，我覺得你一定不能錯過XPILOT3.0功能，這可以說是小鵬P7另外一個靈魂。（圖/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 杜慶煒）