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文檔簡介
證
券
研
究
報
告行業(yè)深度報告從特斯拉視角,看智能駕駛研究框架智能駕駛系列研究(一)投資評級:推薦
(
維持
)報告日期:
2024年06月04日從特斯拉視角看智能駕駛
核心結論:
第一章:回顧歷史,智能駕駛的核心主線是算法的演進史,從2017年至今,在感知側+規(guī)控側實現(xiàn)算法從規(guī)則為主走向端到端。算法方面,2017-2022年,特斯拉在感知側走向端到端,實現(xiàn)BEV+Transformer+Occupancy。2021-2023年,特斯拉在規(guī)控側從規(guī)則走向端到端。數(shù)據(jù)閉環(huán)方面,特斯拉在2022年實現(xiàn)模擬仿真數(shù)據(jù)、自動標注、云端算力等三個方面的升級。硬件方面,特斯拉從HW1.0升級至HW4.0,期間通過算法升級+自研FSD芯片,實現(xiàn)更為適配智能駕駛進化的硬件體現(xiàn)。算法算法
第二章:展望未來,我們認為智能駕駛的算法將走向收斂,核心主線將從算法走向數(shù)據(jù)閉環(huán)。向未來看,我們提出由算法+數(shù)據(jù)閉環(huán)+硬件降本+政策法規(guī)四個維度構成的研究框架。圍繞這些角度展開,我們提出未來智能駕駛核心的三個趨勢:數(shù)據(jù)競賽+大模型+任務導向。特斯拉視角智能駕駛未來研究框架數(shù)據(jù)閉環(huán)數(shù)據(jù)閉環(huán)智能駕駛歷史復盤
第三章:對國內(nèi)智駕能力的區(qū)分,我們提煉四個維度:數(shù)據(jù)積累能力+智駕好用能力+安全性+舒適性。基于數(shù)據(jù)閉環(huán)(背后競爭要素對應為組織的工程化能力)成為未來核心分水嶺,我們認為基于算法來判斷各車企領先程度的意義將愈發(fā)有限,以對數(shù)據(jù)為主的跟蹤將成為未來判斷各車企競爭水平的重要指標。
第四章:智駕下半場是城區(qū)NOA,智駕有望在2025H1迎來“好用”拐點。通過復盤高速NOA發(fā)展歷史,我們總結出高速NOA與城區(qū)NOA的兩點不同,提出城區(qū)NOA發(fā)展的三個階段,判斷2025H1有望實現(xiàn)“好用拐點”。硬件降本硬件配置政策法規(guī)誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
2車企能力跟蹤框架+智駕臨界拐點可期高速NOAvs城區(qū)NOA驅動方式落地成本數(shù)據(jù)積累能力智駕好用能力兩個不同高速NOA三年好用城區(qū)NOA更快車企的智駕能力跟蹤框架智駕拐點判斷可用:2023-2024執(zhí)行側舒適度好用:
2024-2025H1必用:
2026及以后城區(qū)NOA安全三個階段誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
3風
險
提
示?
智能化落地不及預期;?
技術迭代風險;?
宏觀經(jīng)濟波動風險;?
下游需求不及預期的風險。誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
41.
歷史:特斯拉視角看智駕演進2.
未來:智能駕駛研判框架3.
供給:車企智駕能力分析4.
需求:智駕拐點何時來臨目
錄CONTENTS誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
501
特斯拉視角:智駕歷史復盤FSD入華落地進入倒計時,從特斯拉視角看智駕特斯拉計劃組建一個20人左右的本地遠營團隊,以推動自動駕駛在中國市場落地。與此同時,特斯拉還在中國嘗試成立一個數(shù)據(jù)標注團隊,規(guī)模約上百人,為訓練FSD的算法作準備。特斯拉中國回應,F(xiàn)SD落地中國正在推進的消息屬實。馬斯克在twitter上的回復中表態(tài),F(xiàn)SD入華"可能很快就會到來”,本次訪問中國預計將推動相關進程。馬斯克訪問中國:特斯拉通過國家汽車數(shù)據(jù)安全4項全部要求。據(jù)特斯拉用戶APP表示,特斯拉中國官方的FSD購買頁面描述由“稍后推出”改為“即將推出”,特斯拉FSD離進入中國更進一步。資料:財聯(lián)社,twitter,中國汽車工業(yè)協(xié)會,特斯拉官方,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
71.1智能駕駛設計理念分類:模塊化vs端到端?模塊合成式駕駛方法:包含感知、規(guī)劃決策,執(zhí)行控制三大模塊,通過分別調試每個模塊的參數(shù)來適應各種各樣的駕駛場景。(1)感知模塊:利用各種傳感器來實現(xiàn)對靜止環(huán)境、行車相關信息及移動障礙物的全面檢測和跟蹤,進而將場景圖像轉化為關鍵感知指標。(2)決策模塊:在完成道路交通場景的感知后,從感知模塊獲取全局和局部信息,對起點到終點的行駛路線進行分析和規(guī)劃,確定車輛的行駛路線并最終輸入執(zhí)行模塊以實現(xiàn)車輛控制。???(3)控制模塊:負責將來自決策模塊的行駛策略轉化為具體的車輛控制指令,實現(xiàn)車輛的實際運動。端到端智能駕駛方法:端到端智能駕駛方法本質上是使用一個獨立系統(tǒng)進行駕駛,通過訓練一個深度神經(jīng)網(wǎng)絡從感官輸入(如攝像頭采集的道路信息)直接映射到駕駛動作。?圖表:智能駕駛端到端設計理念圖表:智能駕駛模塊化設計理念模塊化架構:規(guī)則驅動端到端架構:數(shù)據(jù)驅動-規(guī)劃執(zhí)行-控制感知-定位決策環(huán)境感知統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)決策系卷積神經(jīng)網(wǎng)絡LSTM網(wǎng)絡激光統(tǒng)路徑追蹤系行為決策模塊毫米波傳感器轉向控制驅動控制定位/導航GPS/慣性導航軌跡規(guī)劃模塊Transformer制動控制異常處理車輛數(shù)據(jù)安全控制資料:《面向大場景的智能駕駛端到端算法研究》,億歐智庫,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
81.1感知側走向端到端歷程??1.1.12014-2016年以規(guī)則驅動為主端到端的設計理念是輸入原始數(shù)據(jù)后,直接反應輸出結果,最早可追溯到上世紀80年代。1988
年,第一輛端到端驅動的陸軍救護車ALVINN
,當時還沒有出現(xiàn)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡
CNN,只構建了一個三層可反向傳播的全連接神經(jīng)網(wǎng)絡,并在卡內(nèi)基梅隆大學的校園內(nèi)以0.5m/s的速度準確的行駛了
400米。?相比規(guī)則驅動,端到端的框架更為簡潔,應用潛力更大,但受制于神經(jīng)網(wǎng)絡模型的發(fā)展,一直未在產(chǎn)業(yè)中大規(guī)模落地使用。圖表:第一臺端到端ALVINN圖表:規(guī)則驅動與數(shù)據(jù)驅動對比規(guī)則驅動系統(tǒng)數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng)設計理念優(yōu)勢模塊化端到端可解釋性、可驗證性、易于調試數(shù)據(jù)驅動潛力較大,簡潔,易于聯(lián)合訓練受限神經(jīng)網(wǎng)絡模型發(fā)展;黑匣子劣勢錯誤傳遞、模塊間不協(xié)調、潛力有限模型架構資料:《ALVINN
:An
autonomous
landvehicle
in
aneural
network》,《基于深度學習的端到端自動駕駛模型研究及仿真》,Building
the
Software
20Stack,《End-to-end
Autonomous
Driving:
Challenges
and
Frontiers》,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
91.1感知側走向端到端歷程??1.1.1
2014-2016年以規(guī)則驅動為主:由Mobileye提供智駕解決方案。早年的特斯拉并沒有自研自動駕駛芯片,從2014年開始特斯拉與Mobileye合作,在其量產(chǎn)車型上一直采用Mobileye的EyeQ3技術方案。Mobileye屆時的算法主要由規(guī)則驅動,以單目相機成像測距為例,通過物體在圖像中的像素高度h和焦距f,即可計算出前方車距。2016年特斯拉和Mobileye終止合作:①導火索:2016年5月第一起配備
Autopilot
的Model
S發(fā)生致命事故,無法識別白色拖車和天空;②核心原因:Mobileye提供的車企的是一個封閉的黑盒方案,車企不僅不能修改其中的算法,而且還不能與Mobileye共享車輛數(shù)據(jù)。圖表:MobileEye距離測試規(guī)則示例圖表:利用焦距計算距離原理示意資料:Mobileye,The
DistanceEstimationofMonocular
Camera,Theverge,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
101.1感知側走向端到端歷程??1.1.2感知側2017-2022走向端到端:Transformer+BEV
+Occuopancy的主流架構CNN極大提高了機器視覺的識別效率,讓機器視覺走向深度神經(jīng)網(wǎng)絡結合的端到端架構成為可能。從機器認識一只狗的過程來類比,此前的DNN網(wǎng)絡依賴于先認識狗的每個“細胞”,而CNN則從認識狗的一個部位開始,例如眼睛、耳朵,來判斷一只圖像為狗,其中涉及到三個主要的不同:?(1)不需要認識圖像的全部,識別難度降低;(2)通過局部特征訓練出來的神經(jīng)元,能更好的遷移到其他圖像(從認識狗的專家,變成認識耳朵的專家);(3)卷積過程降低了圖像特征的維度,減少數(shù)據(jù)量。圖表:DNN去認識一只小狗圖表:CNN去認識一只小狗資料:《丁磊:生成式人工智能
》,《Edge
Machine
Learning
for
AI-EnabledIoT
Devices:
AReview》,《Image
Processing:
HowDoImage
ClassifiersWork?》,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
111.1感知側走向端到端歷程??1.1.2感知側2017-2022走向端到端:Transformer+BEV
+Occuopancy的主流架構深入來看,CNN神經(jīng)網(wǎng)絡的效率核心在于卷積+池化的過程。相比全連接DNN神經(jīng)網(wǎng)絡,CNN需要訓練的參數(shù)數(shù)量明顯減少。舉例來說,一幅像素為1K*1K的圖像作為輸入,Hidden
layer有1M節(jié)點,僅一層就有10^12個權重需要訓練,如果使用CNN網(wǎng)絡,采用100*100的卷積核,共使用100個卷積核,輸入到Hidden
layer的參數(shù)便降低到了100*100*100=10^6個。?如果說CNN將管理100人的工作變成管理10個組長,那卷積核就像不同的組長
:不同的卷積核代表了不同的特征提取能力。該結構上下層不再直接全部連接,同一層將共用單個或一定數(shù)量的卷積核,因此大大減少了訓練權重的數(shù)量。圖表:CNN工作過程示意圖圖表:CNN卷積-池化層核心結構示意資料:《丁磊:生成式人工智能》,《深度神經(jīng)網(wǎng)絡的關鍵技術及其在自動駕駛領域的應用》,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
121.1感知側走向端到端歷程??1.1.2感知側2017-2022走向端到端:Transformer+BEV
+Occuopancy的主流架構2017年Andrej
Karpathy加入特斯拉,推動CNN神經(jīng)網(wǎng)絡落地,感知側端到端拉開序幕。Andrej
Karpathy
2015年在斯坦福執(zhí)教,設計并創(chuàng)辦了課程卷積神經(jīng)網(wǎng)絡CNN在機器視覺中的應用。?特斯拉提出Softwate2.0吞噬1.0,CNN網(wǎng)絡架構將設計特征的工作從專家交給機器。傳統(tǒng)的特征設計往往由特定領域內(nèi)的專家設計,但當面對復雜任務情景是,專家設計的特征往往存在諸多局限,例如特征本身的有效性、有限性等等。Andrej
Karpathy
2017年加入特斯拉,推出Software
2.0,提出用2.0(基于CNN神經(jīng)網(wǎng)絡模型)吞噬傳統(tǒng)Software
1.0(由Python、C++等語言編寫的代碼)的理念。圖表:神經(jīng)網(wǎng)絡將設計特征從專家交給機器圖表:特斯拉Software2.0吞噬1.0過程圖OutputOutput1.0
codeMappingfromfeaturesMappingfromfeaturesOutput1.0
code1.0:基于編程代碼Hand-designedprogramHand-designedfeaturesFeaturesInput2.0:基于端到端神經(jīng)網(wǎng)絡2.0
code2.0
codeInputInput資料:Building
the
Software
2
0Stack,Enhancing
Deep
Learning
Performance
using
Displaced
RectifierLinear
Unit,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
131.1感知側走向端到端歷程??1.1.2感知側2017-2022走向端到端:Transformer+BEV
+Occuopancy的主流架構2019年推出HydraNet架構,處理不同的任務。感知側有許多不同的任務,如果每一項任務都單獨使用神經(jīng)網(wǎng)絡,則成本高昂。HydraNet的架構通過一個共享的主干網(wǎng)絡backbone,能有效的實現(xiàn)三個方面的優(yōu)點:
(1)
特征共享:減少重復的卷積計算,減少主干網(wǎng)的數(shù)量;(2)
任務解耦:將特定任務與主干分離,能夠單獨微調任務;(3)能緩存特征,更高效的微調。圖表:駕駛過程中的不同任務繁雜圖表:特斯拉的HydraNet架構圖表:不同的任務共用一個SharedEncoder資料:Tesla
AIDay,LEARNHYDRANETS:
Monstrous
Multi-Task
Learning
Techniques
withPyTorch,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
141.1感知側走向端到端歷程????1.1.2感知側2017-2022走向端到端:Transformer+BEV
+Occuopancy的主流架構2021年特斯拉提出BEV,從2D圖像走向3D空間。相比于傳統(tǒng)的2D圖像視為BEV的推出克服了傳統(tǒng)2D圖像存在的幾個問題:(1)2D任務中常見的遮擋或縮放問題,識別遮擋或交叉車輛的場景存在問題。(2)將不同視角在
BEV
下統(tǒng)一表達遵循第一性原理,有利于后續(xù)規(guī)劃控制模塊任務。以大貨車為例,特斯拉8個攝像頭分別觀察到了一部分的卡車軀體,每一部分都需要單獨對卡車未來的行進路線做出預測,無法準確預測后續(xù)路線(每個攝像頭只有一部分)。圖表:8個不同的攝像頭觀察一輛卡車圖表:BEV融合8個2D圖像到一個3D空間資料:Tesla
AIDay,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
151.1感知側走向端到端歷程?實現(xiàn)BEV空間的路徑主要分為后融合、前融合與特斯拉采用的特征級融合三種路徑,特斯拉使用特征級融合取代傳統(tǒng)的后融合策略:(1)前融合指的直接對數(shù)據(jù)融合,主要優(yōu)勢在于信息保留度較高,但由于其算力消耗較高,技術難度較大,在行業(yè)內(nèi)極少使用。(2)后融合主要基于規(guī)則的運算,將2D圖片還原到3D空間,但由于轉換過程對于前提假設(例如路面水平的假設)并不能在真實世界里時刻滿足,所以整體的融合精度偏差。???(3)特斯拉采用特征級融合效果顯著:在特征層進行融合,數(shù)據(jù)損失較少,融合效果更加顯著,算力消耗較后融合仍然較大。圖表:融合效果對比圖圖表:BEV特征級融合與目標級融合對比特征級融合(中融合)優(yōu)勢:數(shù)據(jù)損失少、目標特征級信息使得不同傳感器之間融合效果較好劣勢:算力消耗大、不同模態(tài)間語義差異較大特征級融合方案將不同傳感器采集的數(shù)據(jù)進行特征提取后,再進行融合,其是目前
BEV+
Transformer架構下,較常用的一種融合方式。目標級融合(后融合)優(yōu)勢:算法難度低、各傳感器之間解耦性強劣勢:關鍵信息容易丟失、整體融合精度低目標級融合方案采用的算法仍然是基于規(guī)則的運算,雖然方案整體的算法開發(fā)難度較低,但有效信息容易缺失,易引起感知系統(tǒng)誤報、漏報等問題。資料:
Tesla
AIDay,《Lift,Splat,
Shoot:
Encoding
Images
From
Arbitrary
Camera
Rigs
byImplicitly
Unprojecting
to
3D》,億歐智庫,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
161.1感知側走向端到端歷程?Transformer架構中的自注意機制,對實現(xiàn)特征級BEV的適配性更高。Transformer架構核心在于自注意力機制,能計算每個輸入元素之間的相關性,相關性較高的元素需要給予更多的注意力。相比于之前的CNN網(wǎng)絡有兩個更顯著的優(yōu)勢:(1)Transfromer提供全局的感受野,對特征的學習能力更強。視覺任務一個關鍵的步驟就是要提取像素之間的相關性,普通的
CNN
是通過卷積核來提取局部的相關性(局部感受野),Transformer因為能對每個元素及其相關性進行考慮,可以提供全局的感受野,因此特征學習能力相比
CNN要強很多。??(2)如果未來進一步考慮以視頻作為輸入數(shù)據(jù)的話,其時序數(shù)據(jù)的特征更加適合采用Transformer來處理,CNN與RNN在考慮輸入變量之間相關性能力方面要更弱。圖表:Vision
Transformer模型圖表:Transformer架構與CNN對比Transformer模型表現(xiàn),H的層數(shù)最多為32,L為24CNN模型表現(xiàn)不同數(shù)據(jù)集下的表現(xiàn)Transformer所需算力減少,訓練效率提升顯著資料:AnImageis
Worth16x16
Words:Transformers
for
Image
Recognition
atScale,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
171.1感知側走向端到端歷程?特斯拉在2021年采用BEV+Transformer架構,采用Top-down方法構建BEV空間:首先在空間中構建一組3D空間網(wǎng)格(Query),接著對相應位置處的二維圖像特征進行訪問(Key、Value),然后通過多層Transformer與每個圖像特征交互,最終獲得
BEV特征。圖表:特斯拉基于Transformer轉換BEV過程示意圖表:TOP-down建立BEV資料:Tesla
AIDay(2021),華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
181.1感知側走向端到端歷程??現(xiàn)實駕駛情景中,存在大量長尾問題,視覺系統(tǒng)無法“認識”所有的物體。如果看到不屬于數(shù)據(jù)集的物體,或者不規(guī)則的長尾數(shù)據(jù),僅用傳統(tǒng)可能就出現(xiàn)無法檢測到的情況。為此,特斯拉在2022年推出Ocuupancy占用網(wǎng)絡,從識別檢測到識別占用。Occupancy
Networks將世界劃分為網(wǎng)格單元,然后定義單元是空閑還是被占用,不以認識分類為第一優(yōu)先級,而以空間占用為主要測量目標,將BEV融合空間從2D升維至3D,同時大大提升了系統(tǒng)的泛化能力。圖表:Occupancy
Networks圖表:無法檢查到的不規(guī)則物體圖表:遇見不屬于數(shù)據(jù)集的物體無法識別情況劃分空間為網(wǎng)格單元示意資料:Tesla
AIDay(2022),《MonoScene:
Monocular
3D
Semantic
Scene
Completion》,《OccDepth:
ADepth-Aware
Method
for
3D
Semantic
Scene
Compion》,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
191.1規(guī)控側2021-2023走向端到端?2021年,特斯拉開始在路徑規(guī)劃層面部分加入神經(jīng)網(wǎng)絡的元素,推出蒙特卡羅樹與神經(jīng)網(wǎng)絡結合的算法。在2021年的TeslaAIDay上,特斯拉用尋找停車場的路徑規(guī)劃作為案例,對比了傳統(tǒng)的兩種人工規(guī)則代碼和結合神經(jīng)網(wǎng)絡的第三種算法:推出的Monte-Carlo
Tree
結合神經(jīng)網(wǎng)絡的算法,可以將潛在路徑的可擴展次數(shù)從傳統(tǒng)A*算法的接近40萬次降低到288次,但這個階段并非全部都使用了神經(jīng)網(wǎng)絡,大部分依然是人工規(guī)則代碼。圖表:結合神經(jīng)網(wǎng)絡的蒙特卡羅算法實現(xiàn)最小擴展次數(shù)Number
ofExpansion圖像示例AlgorithmA*Search
HeuristicEuclidean:歐氏最小距離測算方法398320Euclidean+Navigation:歐氏最小距離測算方法+導航A*22224228MCTS
ArgmaxSamplingNeural
Network
Policy
&ValueFunction資料:Tesla
AIDay(2021),華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
201.1規(guī)控側2021-2023走向端到端?2022年特斯拉在規(guī)劃層將BEV空間融入神經(jīng)網(wǎng)絡結合的蒙特卡羅算法,進一步實現(xiàn)規(guī)控端的端到端。特斯拉推出的交互搜索網(wǎng)絡,將結合神經(jīng)網(wǎng)絡的蒙特卡羅算法應用到Occupancy網(wǎng)絡中,用輕量級的問詢網(wǎng)絡替代了傳統(tǒng)的優(yōu)化方法,可以將每個動作計算耗時從1到5毫秒降低到100微秒。同時,計算出的每個軌跡都會有一個成本函數(shù),這一部分仍然是基于規(guī)則的代碼,該函數(shù)取決于
4個因素:碰撞概率、舒適度、干預可能性和人類操作相似性。圖表:每次駕駛動作耗時降低顯著圖表:結合神經(jīng)網(wǎng)絡的蒙特卡羅算法決策流程資料:
Tesla
AIDay
(2022),華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
211.1規(guī)控側走向端到端?2023年底,特斯拉推出完全端到端,開啟加速進化。圖表:特斯拉2023年走向端到端進程梳理2023年8月,馬斯克在社交平臺上進行了一場關于特斯拉
端
到
端
自
動
駕
駛
測
試
版(
FSD
V12
Beta)的直播。從直播中的內(nèi)容來看,馬斯克信心滿滿,而這輛車在自動駕駛過程中也,補充公里數(shù),僅僅出現(xiàn)了一次與紅綠燈相關的失誤。2023年4月,馬斯克首次試駕神經(jīng)網(wǎng)絡規(guī)劃路徑項目,Dhaval
Shroff
指出運行速度快出10倍,可以直接刪掉30萬行代碼。2023.42023.62023.12~2024.320232023.82023年6月,上海人工智能實驗室提出業(yè)界首個具備全棧關鍵任務的端到端自動駕駛模型UniAD,獲得2023年12月,開始擴大內(nèi)測范圍到特斯拉內(nèi)部員工。2024年1月,F(xiàn)SD
V12又分別在1月推送給媒體人。2024年2月,特斯拉把FSD
V12推送給一定范圍內(nèi)的普通用戶。2023年
年初,
Dhaval
Shroff
提出Neural
network
planner項目,用車上的GPT說服馬斯克支持,神經(jīng)網(wǎng)絡路徑規(guī)劃項目已經(jīng)分析了從特斯拉客戶車輛上收集的1000萬幀視頻畫面,馬斯克讓他們找出“Uber五星司機會采取的做法”。2023年CVPR最佳論文獎。本方案利用多組查詢向量(query)串聯(lián)起多個任務,并在網(wǎng)絡中傳遞信息,將所有融合的信息傳至最終的規(guī)劃模塊。同時,每個模塊的Transformer架構可以有效地對查詢向量通過注意力機制進行交互。UniAD首次將全棧關鍵任務端到端地包含在一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡架構中,提出“全棧可控端到端方案”。2024年3月,F(xiàn)SD
Beta更名FSD
Supervised。特斯拉智駕團隊負責人Shok
Elluswamy發(fā)文,端到端模型在數(shù)月的訓練時間內(nèi),已經(jīng)完全超過經(jīng)過數(shù)年積累的V11。資料:《埃隆馬斯克傳》,Planning-oriented
Autonomous
Driving,
Twitter,新浪財經(jīng),華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
22小結:一圖看特斯拉智駕算法歷史模塊化端到端感知
側
:Transformer+
BEV+
Occupancy2016年規(guī)則驅動數(shù)據(jù)驅動規(guī)控側:結
合
神
經(jīng)
網(wǎng)
絡實
現(xiàn)
部
分
端
到端2023年參考24年4月優(yōu)勢:①可解釋性②可驗證性③易于調試優(yōu)勢:模型遠期的潛力較大26日ADS3.0,實現(xiàn)GOD(感知側)+PDP(規(guī)控側)特征:特征:“仍在小學,但可讀到博士,學習速度快”“大學畢業(yè)但很難進修”特斯拉聲稱的完全端到端,僅為推測模型,具體并未完全公布細節(jié)以CNN、Transformer等為代表的算法升級是迭代的核心驅動資料:Towards
Knowledge-driven
Autonomous
Driving,Thinkautonomous,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
231.2特斯拉的數(shù)據(jù)引擎進化史?數(shù)據(jù)引擎的核心在于提高模型的泛化能力?,F(xiàn)實駕駛情景中存在大量的conner
case,特斯拉建立數(shù)據(jù)引擎通過車端的影子模式發(fā)現(xiàn)特定問題>數(shù)據(jù)挖掘:自有車隊或仿真模擬獲取類似數(shù)據(jù)>數(shù)據(jù)標注:自動標注+人工標注>數(shù)據(jù)訓練:在線訓練+離線訓練>重新車端部署。特斯拉在2019年首先提出數(shù)據(jù)引擎閉環(huán),2022年對三個方面實現(xiàn)改進:(1)仿真模擬;(2)自動標注;(3)云端算力。?圖表:特斯拉數(shù)據(jù)訓練閉環(huán)及改進特斯拉車端在線訓練離線訓練③模型部署:壓縮、剪技、蒸餾云端算力:DojoDATA
ENGINE②自動標注人工標注影子模式發(fā)現(xiàn)
connercase數(shù)據(jù)挖掘:獲取更多類似情景系統(tǒng)算法在“影子模式”下模擬決策,并與駕駛員的實際進行對比,一旦兩者不一致,該場景便被判定為“conner
case”,進而觸發(fā)數(shù)據(jù)回傳自有車隊數(shù)據(jù)①仿真模擬數(shù)據(jù)資料:Tesla
AIday
2022,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
241.2特斯拉的數(shù)據(jù)引擎進化史?
改進一:現(xiàn)實車隊數(shù)據(jù)+模擬仿真數(shù)據(jù)。(1)車隊的數(shù)據(jù):特斯拉的數(shù)據(jù)可以通過現(xiàn)實車隊獲取。通過14000+個視頻就顯著降低將“靜止車輛”視作“待行車輛”而誤停的概率。(2)模擬仿真數(shù)據(jù):提供現(xiàn)實車隊中難以獲得的數(shù)據(jù),進一步提升獲取相同場景數(shù)據(jù)的效率。一般來說,首先會從真實世界獲取初步的標注數(shù)據(jù),基于此獲得基本的道路情況,進而可以對情景進行不同的路標、天氣、道路線等條件的模擬。圖表:特斯拉行駛準確率隨著數(shù)據(jù)集增加而提高示意圖仿真數(shù)據(jù)車隊數(shù)據(jù)更高的車輛行駛準確率道路構建道路線模擬天氣模擬挖掘車隊數(shù)據(jù),判斷靜止車輛行駛準確率隨數(shù)據(jù)集擴容而提高霧化模擬雨水模擬資料:Tesla
AIDay(2021-2022)
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251.2特斯拉的數(shù)據(jù)引擎進化史?改進二:自建千人團隊,從2D人工標注到4D自動標注。獲取大量數(shù)據(jù)之后,需要有一個標注“清潔”的過程,符合條件之后才能使用。數(shù)據(jù)的標注需要涵蓋深度、速度、加速度信息。特斯拉2016年開始,仍是通過第三方外包數(shù)據(jù)標注,但存在響應慢,標注質量不夠等問題,到2019年開始自建1000人團隊,從2D人工標注發(fā)展到4D自動標注。特斯拉自動標注系統(tǒng)可以取代
500萬小時的人工作業(yè)量,人工僅需要檢查補漏。特斯拉標注演進史image
space
(2018)unknownsingle
trip(2019)manualtop-view(2020)alignedmulti-trip(2021-)reconstructed<3pixel3Dlabel<1pixel<3pixel<7pixelreprojectionlocalup
to
trajectoryunlimitedup
to
reconstructiontopologyLabeling/clipcompute/clipscalability533hrsnotneededlow3.5
hrs1hr<0.1hravg2hrs<0.1hrsavg0.5hrsavgVeryhighVeryhighmediummediumhighlowhigheng.effort資料:Tesla
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261.2特斯拉的數(shù)據(jù)引擎進化史圖表:D1芯片與A100訓練性能對比?改進三:自建Dojo算力中心+自研D1芯片。對比英偉達的A100而言,D1自研芯片對于特斯拉數(shù)據(jù)訓練的適配性更高:①自動標注任務:一顆
D1芯片在最高能夠實現(xiàn)
3.2倍的計算性能。②占用網(wǎng)絡任務:一顆
D1芯片在最高能夠實現(xiàn)
4.4倍的計算性能。圖表:特斯拉Dojo歷史進展梳理2019年9月,不到1500個GPU2021年8月,11544個GPU,自研芯片D12024年4月,等效35000+GPU2022年8月:AI
day之前的兩場演講表2019年4月開始籌備:馬斯克提到特斯拉正在開發(fā)一款“超級強大的訓練電腦”,Dojo的目標將是使用大量的視頻數(shù)據(jù)進行大規(guī)模的無監(jiān)督訓練。2023年6月稱Dojo即將運營:特斯拉發(fā)布了一張圖表表明dojo的部分項目將在7月運營,旨在打造全球最大的計算機。2020年8月稱僅有一年距離:馬斯克發(fā)布了一系列關于Dojo的推文,其中一條聲稱V1.0“about
ayear
away”明,加速人工智能發(fā)展所需要的條件和可獲得的東西之間存在很大的差距,dojo可以填補這一空白。2019.042019.072019.102020.012020.042020.072020.102021.012021.042021.072021.102022.012022.042022.072022.102023.012023.042023.072023.10
2024.62019年8月馬斯克推特驗證,“willDojoto
bethe
difference”,馬斯克暗示了這臺超級計算機的潛在意義2020年9月推特稱Dojo自研芯片,馬斯克推文提到,Dojo使用了特斯拉制造的芯片(而不是GPU集群)和為神經(jīng)網(wǎng)絡訓練而優(yōu)化的計算機架構。他可以2023年7月馬斯克確認Dojo上線,通過推特點贊量管控生產(chǎn)工作量。特斯拉將公布第二季度收益,包括未來一年10億美元+的研發(fā)/資本支出成本。2021年8月正式發(fā)布Dojo:特斯拉舉辦了AI
Day,更詳細地展示了Dojo的硬件和軟件。說:”Ithink
itwillbethebest
intheworld”資料:Tesla
AIDay(2021-2022)
,Unlocking
Tesla’s
AIMojo,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
271.2特斯拉的數(shù)據(jù)引擎進化史DojoCoreDojosystemtray6個Training
Tile組成一個System
Tray。其中有非常多的電纜直接連接,具有高速連接,密集集成的特性。BF16/CFP8峰值算例可達到54TFLOPS,功耗大概
100+kW。每個DOJO節(jié)點都有一個內(nèi)核,具有CPU專用內(nèi)存和IO接口。每個內(nèi)核擁有一個1.25MB的SRAM
作為主存。其中SRAM能以400GB/s速度加載,并以270GB/s存儲。DIPD1ChipsDIP(DOJO
接口處理器)是一個具有高帶寬內(nèi)存的PCIe卡,使用了特斯拉獨創(chuàng)的傳輸協(xié)議TTP(Tesla
Transport
Protocol)。每個DIP都包含PCIe插槽和兩個32GB的HBM。DIP是主機與Training
Tiles之間的橋梁。TTP可以將標D1
芯片是
DOJO超級計算機的基本單元,由多個Dojo
Core組成。D1采用臺積電
7nm制程工藝FP32算力可達
22.6TFLOPS,TDP(熱設計功耗)為
400W。645mm2面積上擁有
500
億顆晶體管,BFI6、CFP8
算力可達
362TFLOPS準網(wǎng)轉化為Z平面拓撲,擁有高Z平面拓撲連。Z平面拓撲可以更好的幫助TrainingTiles進行數(shù)據(jù)的交換,進而實現(xiàn)近存計算。DOJOExaPODTraining
Tile最多可以將
5個
DIP以
900GB/s
的速度連接到一個訓練瓦片上,達到
4.5TB/s
的總量。每個訓練瓦片都有
160GB的
HBM。兩個System
Tray組成一個
DOJOCabinet,每個
DOJO
ExaPOD
擁有
10
個
DOJOCabinet,集成了120
個TrainingTiles,內(nèi)置3000
個
D1芯片,擁有
100
萬個
DOJOcore,BF16/CFP8
峰值算力達到基于
D1
芯片,特斯拉推出晶圓上系統(tǒng)級方案,通過應用臺積電
SoW封裝技術,以極低的延遲和極高的帶寬實現(xiàn)大量的計算集成,將所有
25
顆
D1
裸片集成到一個Training
Tiles上,橫排
5個豎排
5個,成方陣排列。每個
D1
芯片之間都是通過
DIP(DOJO接口處理器)進行互連。每個
DOJOTraining
Tiles都需要單獨供電,每個瓦片消耗
15kW。由計算、I/O、功率和液冷模塊就組成了一個完整的Training
Tiles。1.1EFLOPS(百億億次浮點運算),擁有1.3TB
高速
SRAM
和
13TB
高帶寬
DRAM資料:Tesla
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281.3特斯拉的硬件進化史?硬件迭代歷史:自研核心芯片F(xiàn)SD+算法升級傳感器配置。時間2014年2016年2017年2019年2021年2022年2023年版本芯片HW1.0HW2.0HW2.5HW3.0HW4.0NividiaParker
SoC*1NividiaPascalGPU*1英飛凌TriCore
MCU*1NividiaParker
SoC*2NividiaPascalGPU*1英飛凌TriCore
MCU*1MobileyeEyeQ3FSD1.0*2FSD2.0*3硬件-決算力內(nèi)存閃存0.256256MB//1448GB*24GB*2/策6GB8GB8GB*24GB*2每秒處理幀數(shù)3611011023006900處理能力1x40x40x,帶冗余冗余電源純視覺420x,帶冗余冗余電源1260x,帶冗余冗余電源轉向架傳感形式
純視覺單電源單電源純視覺純視覺純視覺三目攝像頭(長焦250m+
三目攝像頭(長焦250m+中焦150m+廣角60m)
中焦150m+廣角60m)前置攝像1個三目攝像頭(長焦250m+中焦150m+廣角60m)12個攝像頭接口(前置變?yōu)殡p目,預留一個做冗余,艙內(nèi)監(jiān)控1個)前側攝像后側攝像002個(80m)2個(100m)1個(50m)2個(80m)2個(100m)1個(50m)2個(80m)2個(100m)1個(50m)前側攝像頭和后側攝像頭均為5百萬像素硬件-感知后置攝像毫米波1個1個(160m)MS、MX1個向前(300m)M3、MY無1個前向(160m)1個前向(170m)1個前向(170m)000超聲波12個(5m12個(8m)MS、MX12個(8m)12個(8m)全部車型/)應用車型MS、MX全部車型全部車型資料:Tesla
AIDay,Tesla
InvestorDay2023,
Donews等整理,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
291.3特斯拉的硬件進化史?
FSD芯片與英偉達芯片對比:犧牲小量性能,追求更低成本與供應鏈安全。特斯拉避免受制于英偉達芯片產(chǎn)能限制,同時降低成本,推出FSD芯片:JetsonAGX
Orin32GBJetsonAGX
Orin64GBFSD一代FSD二代工藝制程三星14nm\\7nm7nmAI性能指標144TOPS200
TOPS(INT8)275
TOPS(INT8)12-core
Arm?Cortex?-A78AE
v8.264-bitCPU3MB
L2
+6MB
L312個ARM
Cortex-A72CPU內(nèi)核,分成3集群,
CPU
內(nèi)核,分成5個集每個集群包含4個CPU20個ARM
Cortex-A728-coreArm?
Cortex?-A78AEv8.2
64-bitCPU從工藝和構成來看,特斯拉芯片的設計更傾向于優(yōu)化特定的自動駕駛任務,而不追求極限的計算能力:特斯拉FSD芯片內(nèi)置60億個晶體管,而英偉達Drive
AGXOrin
的晶體管數(shù)量為170億顆,A100
TensorCore
GPU的晶體管數(shù)量為542億顆。
特斯拉的芯片在自動駕駛特定任務上進行了優(yōu)化,特別是在處理視覺數(shù)據(jù)方面具有高效的性能1.CPU群,每個集群包含4個CPU核心核心2MB
L2
+4MB
L3CPU最大頻率2.2GHz2.35GHz2.2GHzNVIDIAAmperearchitecturewith1792
NVIDIA?CUDA?cores
and
56TensorCoresNVIDIAAmperearchitecturewith2048
NVIDIA?CUDA?cores
and
64TensorCoresGPUMali
G71MP12GPU工作頻率NPU數(shù)1.0GHz2\3930MHz1.3GHz\\\\\\從成本來看,特斯拉的芯片更適合在電動車上2.NPU工作頻率NPU性能2.0GHz73.7
TOPS2.2GHz121.65TOPS長期運行:特斯拉FSD
36芯片的功耗僅為
瓦,而英偉達的Drive
PX1000系統(tǒng)的功耗高達
瓦。這一差異顯著影響了兩種芯片的成本效率,特斯拉的設計明顯更加節(jié)能,更適合電動車的長期運行和成本控制。8GB128-bit
LPDDR468
GB/s16GB
128-bit
GDDR6224GB/s32GB
256-bit
LPDDR5204.8
GB/s64GB
256-bit
LPDDR5204.8
GB/s內(nèi)存功率36W\\\15W-40W15W-60W晶體管數(shù)量成本估算170億晶體管8530105資料:NextBigFuture,TealsAutonomy
Day,佐思汽研,焉知汽車等整理,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
3002
從特斯拉歷史出發(fā),看未來落地的研判框架總結特斯拉的歷史,如何看未來競爭要素:算法驅動→數(shù)據(jù)驅動成本下降,消費者使用意愿提高法規(guī)完善,消費者使用成本降低硬件成本政策法規(guī)數(shù)據(jù)算法減配自身降本事故定責數(shù)據(jù)安全工程化能力端到端算法訓練效率算力算法走向收斂黑匣子特征:輕判斷,重跟蹤趨勢一數(shù)據(jù)競賽
Data
Engine趨勢二趨勢三:任務導向,分步端到端大模型Foundation
Model資料:《End-to-end
Autonomous
Driving:Challenges
and
Frontiers》,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
322.1感知側算法逐漸走向收斂,特斯拉領先0.5-1.5年??從算法架構來看,各廠商跟隨特斯拉走向收斂,感知側大模型普遍走向BEV+Transfomer+占用網(wǎng)絡的架構。從感知側算法的推出時間來看,特斯拉領先國內(nèi)0.5-1.5年時間,和小鵬相對靠前。特斯拉與國內(nèi)車企:感知側算法推出時間對比蔚來:2023年9月發(fā)布了基于BEV與占位柵格感知模型NOP+理想:在2023年12月
理
想
推
出
了
ADMax
3.0
,
引
入
了BEV+Occupancy。占用網(wǎng)絡推出時間特斯拉:2022年10月,AI
Day特:2023年4月上海車展發(fā)布了ADS2.0,ADS2.0架構引入為GOD占用網(wǎng)絡。小鵬:2023年10月發(fā)布了XNet2.0,在BEV
和
Transformer的
基
礎
上
引
入Occupancy斯拉引入Occupancy
占
用網(wǎng)絡。特斯拉:2021年9月,在
AI
大
會
上
推
出BEV+Transformer架構。:2022年5月極小鵬
:
2022
年10狐阿爾法S
HI版上市,
月發(fā)布Xnet,引入搭載ADS1.0,實現(xiàn)基于Transformer的BEV架構(后在2023年4月上海車展披露信息)BEV+Transformer網(wǎng)絡Transformer+BEV架構推出時間2021.9202320242022資料:Tesla
AIDay,特斯拉,小鵬汽車,智能汽車解決方案,蔚來汽車,理想汽車,2022CVPR,中國基金報,acrfox官網(wǎng)等,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
332.1.1趨勢一:數(shù)據(jù)競賽??規(guī)控側端到端的核心難點之一:如何獲取大量優(yōu)質的數(shù)據(jù)。BEV屬于感知層面,高質量的學術開源數(shù)據(jù)集Nuscenes的推出為很多BEV研究提供了便利的前置條件。然而學術界目前仍然缺乏大規(guī)模的端到端可用數(shù)據(jù)(相對感知側數(shù)據(jù)來說,規(guī)劃控制的數(shù)據(jù)更難獲?。壳白畲笠?guī)模的Nuplan數(shù)據(jù)集包含了4個城市1200小時的實車采集數(shù)據(jù),在2023年的財報會議上,Musk表示對于端到端的自動駕駛“訓練了100萬個視頻case,勉強可以工作;200萬個,稍好一些;300萬個,就會感到Wow;到了1000萬個,它的表現(xiàn)就變得難以置信了”。Tesla的Autopilot回傳數(shù)據(jù)假設為普遍的1min片段,即入門級別的100w視頻case約為16000小時,相較Nuscenes學術數(shù)據(jù)集1200小時,超出十倍以上。領先車企紛紛推出獎勵活動,激勵消費者生成更多智駕數(shù)據(jù)。圖表:小鵬&推出消費者使用智駕的激勵活動圖表:學術開源數(shù)據(jù)集nuscenes的數(shù)據(jù)量資料:NUSCENES,鴻蒙智行,小鵬汽車公眾號,特斯拉財報會議,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
342.1.1數(shù)據(jù)競賽:特斯拉里程數(shù)據(jù)加速積累,降價提高滲透率?
FSDV12推出以來,里程數(shù)呈加速向上趨勢,4月累積里程突破13億英里:特斯拉總的FSD行駛里程自2021年3月起穩(wěn)步增長,初始階段增長相對平穩(wěn),2023Q4開始呈現(xiàn)出加速上升的趨勢。FSD
V12版本上線后,特斯拉的行駛里程迅速突破13億英里。?全球滲透率從2024Q1出現(xiàn)回升趨勢:從2016第四季度至2019年第三季度,特斯拉的市場滲透率呈現(xiàn)出上升趨勢,從約10%增長到超過40%。隨后在2018年第四季度到2022年第三季度,由于價格的迅速上漲,滲透率迅速下降至約7%(側面說明屆時消費者為FSD買單意愿仍不強),從2022年第四季度開始,滲透率迎來了另一輪的顯著上升。?
FSD價格Q1進一步降低至8000美元買斷,訂閱價格從199美元降低至99美元/月:2023年推出端到端以來,特斯拉將數(shù)據(jù)獲取放在首位,推出首月免費及推薦積分等制度,同時進一步采取以價換量策略,將價格不斷壓低換取滲透率的提升。圖表:特斯拉FSD里程數(shù)變化(十億英里)圖表:特斯拉FSD滲透率(左軸)和價格(右軸:美元)50%45%40%35%30%25%20%15%10%5%1600014000120001000080006000400020000滲透率價格目前超過17億英里0%資料:Teslarati,特斯拉年報,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
352.1.2趨勢二:走向大模型,算力投入持續(xù)加大??走向大模型,智能駕駛“GPT時刻”持續(xù)醞釀。參考GPT的訓練路徑,模型訓練達到一定規(guī)模后會發(fā)生性能上的顯著躍升。算力投入軍備賽拉響,特斯拉預計在2024年10月實現(xiàn)100Exa-Flops(1x10^20),算力優(yōu)勢領先顯著。2024年3月,馬斯克推文指出算力是目前主要的限制因素。2024年4月,馬斯克言及100億美元的算力支出,且能高效使用算力訓練是競爭智駕的門檻。2024年Q1財報會議上Tesla披露已經(jīng)擁有35000塊H100的計算資源,并透漏在2024年底或將達到85000塊。圖表:語言類大模型、機器視覺模型,都展現(xiàn)出Scaling
Law圖表:特斯拉算力計劃圖表:馬斯克推特強調算力資料:《Emergent
abilitiesoflargelanguage
models》,
《EVA-CLIP:
Improved
Training
Techniques
for
CLIPatScale》,特斯拉年報,推特,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
362.1.2趨勢二:走向大模型,加大算力投入?國內(nèi)方面,算力投入差距仍然明顯,智駕提供商Tier1相對整車廠的算力投入更大。圖表:國內(nèi)廠商算力投入對比小鵬系(問界)理想蔚來上汽智己長城/毫末智行吉極極氪特斯拉百度商湯類型軟件NPGNCANOANOP+NOANZPFSDADMAX3.0IMAD(Momenta)ApolloANP3.0架構名稱XNGPADS2.0NOP+Hpilot3.0ZADFSD絕影領航BEV√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√Transformer占用網(wǎng)絡(類)√√√智算中心名稱理想智算中心云上數(shù)據(jù)超級工廠陽泉智算中心扶搖/蔚來云雪湖綠洲星睿DojoAIDC發(fā)布時間合作廠商2022.08//2023Q3
2022.11火山引擎
騰訊2022.062023.012023.01/2021.06/阿里云阿里云火山引擎云算力訓練里程數(shù)超6億公里
超5億公里1億公里超10億英里0.75EFLOPS4.0EFLOPS算力0.60EFLOPSOrinX*2508///0.67EFLOPS0.81EFLOPS
100EFLOPS(24年10月)12EFLOPS算力芯片算力/TOPSMDC810400OrinX*2
OrinX*4508
1016OrinX254MobileyeQ5H*248自研FSD*2OrinX*2508車端/資料:小鵬、問界等各車企官網(wǎng),NVIDIA,億歐智庫,圓周智行,賽博汽車,Teslaside等,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
372.1.3趨勢三:任務導向,分步端到端通勤模式??通勤模式的核心是在有限數(shù)據(jù)內(nèi)實現(xiàn)更高效的智駕體驗,主要針對于上下班通勤。通勤模式又稱是記憶行車模式,是利用限定固定路線以及多次采集數(shù)據(jù)來限制和簡化城市導航輔助駕駛功能,將原本的城市域高階輔助駕駛的實現(xiàn)范圍,從全國所有城市道路縮小到了駕駛者的通勤道路。駕駛者主動針對自己最需要的場景進行強化訓練,車端的駕駛數(shù)據(jù)會傳遞至云端,并在特征標注后交由認知模型進行訓練,最終再經(jīng)過仿真驗證回傳至車端,通過反復學習訓練,得到駕駛風格更自然、更接近真人駕駛的效果。小鵬汽車較早在2023年6月提出“通勤模式”概念,理想、大疆、智己在后續(xù)紛紛推出。在2023年3月,小鵬汽車首次提出了這一概念,旨在通過限定固定路線和多次數(shù)據(jù)采集,為在高精地圖未覆蓋區(qū)域的用戶提供城市輔助駕駛體驗。圖表:國內(nèi)車企通勤模式情況梳理圖表:理想通勤模式車企時間名稱小鵬2023年6月Ai代駕理想大疆智己2023年9月通勤NOA2023年8月2024年3月通勤模式beta記憶行車AI代駕在全國的規(guī)范城鎮(zhèn)中都能適用,基于DDLD去高精地圖技術方案,無需依賴高精地圖或設置導航可記憶多條路線,這些路線可支持跨城,同時也支持車主們的私人定制路線,每位車主都能有自己的專屬路線。不依賴激光支持的特點/資料:AutoLab,小鵬、理想汽車官網(wǎng),大疆車載,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
382.1.3趨勢三:任務導向,分步端到端智能泊車圖表:小米代客泊車實現(xiàn)端到端?智能泊車基于其功能的實用性,有望成為另一個智駕突破的情景。小米發(fā)布會,推出的全球首個端到端大模型主要應用在智能泊車情景下的任務,將感知、決策、規(guī)劃算法多合一,可以停入最少5cm的極窄車位,未來細化跟蹤不同停車場景是分化車企能力的關鍵。圖表:AutoLab智能泊車測試圖表:智能泊車測試維度評價資料:AutoLab,小米汽車官網(wǎng),華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
392.2算法競爭落幕,數(shù)據(jù)驅動的時代下,工程化能力是競爭核心要素??數(shù)據(jù)閉環(huán)能力的背后,是一個企業(yè)的工程化能力。該如何跟蹤工程化能力?從測評結果指標切入。數(shù)據(jù)工程化:形成閉環(huán)數(shù)據(jù)驅動系統(tǒng),有效獲取數(shù)據(jù)、篩選數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù),車輛工程的集成:智駕系統(tǒng)與整車底盤及其他功能件的融合。提高數(shù)據(jù)閉環(huán)的效率和算法迭代的速度。軟件工程化:以標準化的研發(fā)流程、系統(tǒng)化的研發(fā)體系為支撐,達到“過程可重復、結果可預期、問題可追溯硬件工程化:諸多新增測試工程化:有效利用仿真的或性能升級的汽車零部件(如芯片、域控制器等)的質量標準能否快速構建,并建立較穩(wěn)定的供應體系,做到穩(wěn)定供應、故障率低、成本可控。和測試的工具,組合使用真實單場景、云仿真多場景、影子模式等多種測試環(huán)境,實現(xiàn)測試結果的一致性、可靠性和精確性。智
駕
工
程
化
能
力資料:《詳解自動駕駛數(shù)據(jù)閉環(huán)與工程化》,華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
402.2算法競爭落幕,數(shù)據(jù)驅動的時代下,工程化能力是競爭核心要素2023年1月16日2023年4月8日11.3.62023年5月26日11.4.22023年6月19日11.4.4-.92024年2月18日12.2.12024年3月12日個體FSD進展追蹤調查左右轉彎平穩(wěn)急轉彎平穩(wěn)12.3101097388888810109執(zhí)行側的流暢性更加擬合平穩(wěn)變道平穩(wěn)快速3999行車數(shù)量適中時變道行車擁擠時變道舒適停穩(wěn)與加速匯入擁擠高速388999舒適度156788788877667888減速或平穩(wěn)駛過減速帶或斜坡連續(xù)無保護左轉彎連續(xù)紅燈右轉555599666667666678??最大的改進體現(xiàn)在規(guī)劃側(無人駕駛)+執(zhí)行側(舒適度)下雨或惡劣天氣下行駛高速有車匯入277777一般安全標準低頻安全標準法規(guī)遵守度777777在高速減速的反應及時度環(huán)島577777444488FSD
V12版本核心變化,是實現(xiàn)了在規(guī)劃和控制兩個層面的端到端,所以從圖表可以看到兩個相關評分顯著提
高
。
相
比
目
前
國
內(nèi)
車
企
,
包
括2022年的FSD都只在感知側實現(xiàn)完全端到端。警察/手勢通過校車??浚ㄉ鐣{查)施工區(qū)/錐形車道通過躲避碎片/危險物特殊路標熟悉度讓道救護車1111112222N/A7N/A733331344N/A1N/A11111111111識別正確限速注意紅燈閃爍667777555522注意讓行標志車道暢通(公路及鐵路)注意轉向燈333377111177577788正確規(guī)劃行駛路線掉頭倒車355577111177無人駕駛特定標準111111規(guī)控側的準確性顯著提高停車場導航泊車111166111144堵車反應快速度車流適速與自動控速地面凹陷躲避度盲區(qū)躲避度335688698887驅動111111111111無干預驅動(啟動油門)干預頻率加權總分33557763.6264.5974.8974.9986.4986.54資料:FSD
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412.2算法競爭落幕,數(shù)據(jù)驅動的時代下,工程化能力是競爭核心要素??能力新高,干預里程數(shù)創(chuàng)FSD推出以來的新高:城區(qū)的干預里程數(shù)創(chuàng)下新高達203英里。根據(jù)FSD
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的數(shù)據(jù),特斯拉的MilestoCriticalDisengagement在V12.3版本后達到了新高203英里(平均每隔203英里才需要一次嚴重干預)。無需干預比例提升顯著。
根據(jù)FSD
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的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,從進入V12.3版本后,特斯拉無需干預(包括嚴重干預CriticalDE和普通干預DE)的司機比例從11.4版本的47%提高到了12.3版本的72%,提升程度顯著。圖表:平均每次嚴重干預,特斯拉的行駛里程數(shù)(英里)圖表:無需干預&無需嚴重干預的司機比例45040035030025020015010050100.0%90.0%80.0%70.0%60.0%50.0%40.0%30.0%20.0%10.0%0.0%96%72%94%92%47%91%91%47%38320381%35%75%26250%1771459731%11410410755935122%58340綜合里程數(shù)城區(qū)里程數(shù)無需緊急干預無需干預資料:Tesla
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422.2算法競爭落幕,數(shù)據(jù)驅動的時代下,工程化能力是競爭核心要素指標數(shù)據(jù)JIYUE01IMLSNIOFTY?不同于國外,國內(nèi)第三方測評跟蹤尚處于起步期,車控CHEK基于AIGC大模型推出全國首個智能汽車智駕表現(xiàn)數(shù)據(jù)開放平臺。參考海外Tesla
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Track等測評平臺,國內(nèi)第三方測評未來有望成為消費者購車智駕的重要參考依據(jù),基于兩個角度:Testtime測試時間測試城市2024.42024.42024.4ShanghaiUrbanShanghaiUrbanShanghaiUrbarTestcity數(shù)據(jù)概覽BANYAN_2.4.5_CNVehicleversion測試版本V1.4.0IMOS_2.7.0Intelligentdrivingsupplierintervention_cnt_tota智罵供應商接管次數(shù)Baidu56Momenta77Nio12218intervention_risk_cnt_total危險接管次數(shù)914干預匯總intervention_risk_proportion_total(%)危險接管占比16.10%18.20%14.80%Crosswlks,zebracrossingsTrafficlight人行橫道交通燈135137615614658783102219165(1)安全性:事故分類+合理歸因。事故本身并不是問題,需要對事故嚴重程度,事故原因做出合理歸類。車控CHEK考慮多種道路情況,事故類型及原因。NOA智駕道路情況匯總ConstructionroadLeftturn施工或事故右轉16203179Righttumn左轉NOA智駕行駛操作匯總NOA過錯分類U-turn掉頭2Unprotectedleftturn無保護左轉34車距過近或剮蹭或碰撞風險Riskofscratchesorcollisions7410(2)使用體驗:從結果看,體現(xiàn)在NOA接管里程;從過程看,體現(xiàn)在剎車、轉彎的舒適度。車控CHEK的測評使用多傳感器智能化采集、評價,減少競品性能評估上的50%人員投入和30%數(shù)據(jù)采集成本,提高統(tǒng)計準確性和效率的同時,增加了對行駛過程中加速度等維度的策略。FailingtoyieldtoapedestrianinacrosswalkNotfollowingthemap人行橫道未禮讓行人不遵守導航行駛25111171616Notfollowingtrafficlights(yellowlight)闖交通燈(黃燈)Failuretoovertakeormaneuveraroundobstacles未能超車或繞行2212ThesystempromptsthatNOAendsGhostbrakeNOA結束幽靈剎OA嚴重過錯分類Failedtoavoidthebuslane末能避開專有車道21Vehiclestanstill(noobstacleahead)車輛停滯1025illegallanechangsothers違規(guī)變道23233資料:車控CHEK,華鑫證券研究其他接管原因13誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效PAGE
432.2算法競爭落幕,數(shù)據(jù)驅動的時代下,工程化能力是競爭核心要素指標維度數(shù)據(jù)指標TesttimeTestcity問界M52024.2上海小鵬G92024.2上海智己Is62024.2上海小鵬X92024.2北京極越012024.4上海智己LS?2024.4上海NIOFTY2024.4上海測試時間測試城市Vehicleversion測試版本ADSProv2.0XmartOS_4.5.0IMOS2.70XmartOS_5.0.3V1.4.0IMOS_2.7.0BANYAN_2.4.5_CNduration(h)odometer_total(km)持續(xù)時間行程總里程7.2522774170.62964131.2555827.162231836.5967836215.9038153.5980526.06022312017,547386415.378
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