刘福成:整车智能中央计算平台赋能,共建全场景智能汽车开放生态

作者:本网编辑 发布时间:2021-09-30
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在智能化这波浪潮上,中国汽车工业一直走在世界潮头。智能化量产首发的角斗场在中国,不管是智能汽车的产业链,还是人才储备,我们都具备非常好的土壤。

刘福成:我是来自地平线的刘福成,在地平线负责产品规划和市场营销。我今天演讲的主题是“整车智能中央计算平台赋能,共建全场景智能汽车开放生态”。

2021年上海车展前后,我们开始看到几个趋势。第一,中国正在成为世界顶级汽车智能芯片的“角斗场”。我们看到国际上几个主流的芯片大厂,包括地平线,高阶智能驾驶的量产款首发都是在中国进行的。

在智能化这波浪潮上,中国汽车工业一直走在世界潮头。智能化量产首发的角斗场在中国,不管是智能汽车的产业链,还是人才储备,我们都具备非常好的土壤。我们相信智能化的浪潮将在中国首先落地,中国会培养出很多在智能化领域表现优秀的企业。

第二个趋势,实际上整个智能汽车产业发展从整车厂转型的视角来看有三种模式。第一种就是依靠全栈智能化巨头,它从所有智能化的部件,到整个融合规控的软件系统,包括围绕自动驾驶的基础设施,包括云端数据闭环的系统,全部依赖于某一家供应商。在这里面,OEM更多扮演的还是汽车的集成、制造这种角色。在智能化的浪潮上,基本上没有构建出自己的核心竞争力。

另外一种就是垂直自研、全栈,都是自己来做。回想过去,在IT界或者是消费电子领域也出现这样的案例。我是属于IT行业出身的,我可以举一下IT行业的例子,在过去的PC领域,最早做出来PC应该是苹果公司。最开始苹果公司的Mic电脑完全是自研的体系,在产业链最初期的时候它是完全封闭一体的,不用跟外部的供应商合作来进行新产品的研发。在产业最初期,外部可合作的供应商实际上是非常少,因为产业链没有构建起来。所以在最初期,苹果一直扮演市场领头羊的角色。

随着产业化发展,行业内相应的供应体系都建立起来了,这时候IBM、惠普、戴尔这样的计算机公司都出来了。术业有专攻,大家都在用英特尔的CPU,英特尔就会收集行业内所有客户的需求,集中自己最优势的资源,一代一代去迭代自己X86整个CPU的架构。苹果所有的需求来自于自己,在芯片投入上只能由一家承担;而整个英特尔是利用全行业的资源在做研发投入。随着产业分工,英特尔能让自己的升级迭代不断加快,最后实际上X86这种开放的体系还是打败了苹果这种封闭的架构。

最后,我们看到产业链分工在整个产业占绝大多数,不管是过去的PC行业,还是现在的手机行业。在手机行业,目前也只有苹果一家垂直自研,它有很强烈的品牌和销量作支撑。其实,整个安卓系统在功能上的创新也是快于苹果,尤其包括在应用、传感器硬件上的创新,目前来讲安卓都是比苹果的体系快。

我们认为,在汽车行业大家还是各取所长,通过分工协作共同打造一个智能汽车的产业生态,这将是最优解决方案。

基于以上两个趋势,地平线想做的是什么呢?地平线定位是Tier-2,与合作伙伴开放共赢,建立智能驾驶的整个产业生态。

我们有几个原则,第一,我们不做量产的硬件。第二,我们不做软件捆绑。在我们现在销售的产品里面,有一些是芯片加上软件算法,但我们其实不是绑定的。也有很多第三方合作伙伴基于我们的芯片自己做算法和量产,这其中就包括东风岚图。还有,我们不做封闭的方案,后面我会讲产品矩阵,我们在各个维度都是开放的。

这是地平线的芯片征程。第一,我们是第一家基于深度神经网络的芯片公司。第二,我们有中国第一颗已量产的车规级AI芯片。第三,是全球唯三、中国唯一的规模化量产专用自动驾驶芯片厂商。第四,我们是最高效的车规级AI芯片,征程5在7月29号刚发布,它的定位是整车智能,包括舱内智能和自动驾驶的智能,以及舱内舱外联动的智能的中央计算平台。后面我们有一个地方应该有个小的对比——就是在整个效能,抛开一些物理参数,我们跟业界主流的AI芯片比谁效能最高,用得最快,会有一个数字。

这是征程从2020年开始量产到目前取得的一些成绩。第一个是芯片的出货量,截至20219月,地平线征程系列芯片出货量已突破50万片。目前,地平线已经实现了量产合作的汽车品牌达到10家,共11款车型发布,已签署定点量产项目40+

我们已经实现了从01的突破,从1N,包括我们跟合作伙伴的合作模式,我们自己的体系都在重新构建。这里面基本上覆盖了国内主要的车厂,包括也有一些新势力,还有一些品牌向上的高端车型,包括座舱,也包括自动驾驶,后面也有一些新的车型会陆续发布。目前量产的芯片大多数是我们基于征程2和征程3的芯片,征程5现在也有很多意向的合作伙伴。

这个是我们整个芯片,左下角就是征程2和征程3,目前量产的都是这两颗。理想one就是基于征程3前视的Mono,它是800万的摄像头,相当于以前三焦或者双焦的摄像头,在成本、设计上复杂度都会降低很多。800万的视角相当于你既可以覆盖原来30度或者28度长焦摄像头,能看得很远。因为800万可以看得很宽,可以覆盖过去两颗、三颗摄像头要做的事情。

另外,征程2主要是前视,包括座舱的多模态交互,支持两颗全高清的摄像头。征程2跟征程3的区别:征程3除了在算力上有一些提升,在ARM的算力上翻了一倍,AI接口接得更多,支持六路的全高清摄像头,可以做前视的ADAS跟泊车的组合等等这样组合的场景。其实整体上算力没有特别大的提升,但是在成本和性价比上也极具优势。

关于征程5,我们在729号举办过发布会,它在算力上会有很大的跃阶,定位的是整车智能计算的中央计算平台。它会同时支持车外的自动驾驶以及舱内的智能交互,后面会有详细的方案。

刚才讲过一些AI的原生支持,地平线是一个软硬结合的公司,我们有比较强大的算法的团队、优秀人才,很多AI技术成果在国际上拿过一些重要奖项。

所以说,面向自动驾驶的芯片设计,它必须要软硬结合。芯片设计的时候要围绕着你的硬件场景和要实现的算法。自动驾驶的芯片是面向专用的自动驾驶的场景。面向专用的场景,它有特别适合它的一些神经网络的结构。实际上,任何的设计,通用性和效率是不可以兼得的,怎么找到这样一个最佳的平衡点非常重要:我让我的效率最高,同时面向自己的场景的时候,通用性又极强。经过几代设计以及量产的打磨,地平线在征程5上找到了非常好的一个结合点。我们在比较流行的语音领域的深度学习的技术,现在在视觉或者自动驾驶里面已经开始流行起来了,征程5芯片在算子层面也对最新流行的神经网络进行了支持。

另外就是高效率。芯片在自动驾驶最重要的数据就是FPS,它代表了芯片每秒能处理图像的数量,因为神经网络芯片做出来就是做这个用的,物理算力并不能完全代表处理能力。在处理能力上我们可以说是跑得最快的、效率最高的。

另外就是低延迟。八个摄像头小于60毫秒的处理速度,我们知道自动驾驶在时间上非常敏感,一毫秒的提升都可能在安全上达到更好的效果。最后就是安全的保障。最重要的是我们在国密的算法支持程度非常高,是硬件级的支持。

征程5发布的时候,当时有多家意向合作伙伴跟我们谈深度合作,包括上汽、长城、江淮,也包括东风的岚图,长安、理想汽车等。

这是我们发布的全场景的整车智能中央计算平台的一个参考架构,我在前面说了,地平线的定位是不做量产级的硬件,这个实际上是我们的一个参考设计。基于对自动驾驶的理解,我们给合作伙伴提供这样一个参考设计。合作伙伴也可以基于这个参考设计做量产硬件,也可以基于自己的修改再做量产硬件。

Matrix计算平台是非常开放的计算平台:1、超强AI算力,丰富异构计算。2、丰富的接口,高速互联。3、开放灵活易用,助力合作伙伴自主创新。我们提供的不仅仅是参考设计,因为这个是最终交到车里的,地平线产品矩阵不仅仅是这个,是围绕自动驾驶量产的一系列的工具和周围的一些支持。4、功能安全,信息安全,双份守护。大家知道最近网信办发布了《关于智能网联数据安全征求意见稿》,这里面对数据安全提到了很高的要求,虽然还没有最终去定稿,我们看到国家对信息安全的重视。

从征程5开始,我们自己感觉节奏加快了。我们点亮征程2、征程3还是花了一些时间的,点亮征程5花的时间比较短。这也得益于我们在征程2、征程3时代实现了大量的工程实践、量产经验积累。征程5和征程2、征程3在很多底层架构是同源的。征程5点亮之后,还要经过一段时间做参考设计,很快合作伙伴都拿出基于征程5的计算平台量产方案。刚才我说过,我们提供的是一个参考设计,我们的合作伙伴会基于我们的参考设计做量产级的硬件计算平台。

我们也有一个基于征程5平台的软件解决方案。我们在过去发布过Mono前视,还有Pilot,主要是在高速上从A点到B点,端到端的领航辅助驾驶方案。SuperDrive覆盖的场景从高速开始到城区,在整个方案上是可选的安装激光雷达,我们也有一些纯视觉的技术,包括像视觉雷达,通过多摄像头的融合,去模拟达到激光雷达这样一个效果,提供低成本的面向城区自动驾驶的方案。还有泊车的一些场景我们也会拿到这个平台里。还有车内的智能交互,地平线在这里面还有很多独创性的,就是多模态的交互。

过去,大家在车里做的是DMS,主要是针对驾驶员的一些监控、疲劳检测、提醒。我们多模态的交互是把语音和视觉融合起来。比如,语音在车内已经非常普及了,在安静或者接近于实验室场景的情况下,它语音识别能力整个行业都能做到9596的水平,在有交谈、开车窗有风噪的时候,它是急剧下降的。地平线在语音受到干扰时,通过视觉判断人的表情、口型,把这个信息一起输入到神经网络里进行联合训练。这样在风噪的时候,语音有杂音的时候,可以通过人的表情和口型去判断人在说什么,在高噪音下有更好的人机交互效果。

另外,还有整车智能场景。大家看到地平线有一些面向车外的自动驾驶算法,这都是面向量产级的,这在国内应该是很少的。我们可以从一个整车智能的视角去思考这个问题,把车内车外的场景打通,提供更好的人机交互和自动驾驶的体验。比如说,我们在上海车展演示了通过语音控车的功能,客户对我们这个功能非常感兴趣。语音控车不仅仅是简单的通过语音交互,发一个控制车的指令,它要求你语音功能要实现安全,这在过去是很有挑战的事情。

整体而言,我们把舱内舱外打通之后,它带来的好处,可以通过舱内人的驾驶员的状态、乘客的状态,进行更灵活的自动驾驶的策略的决策,而不是仅仅唯一的、固定的一个决策。比如,它可以判断驾驶员的驾驶习惯,车内是否有老人、小孩,这样是不是使用一个更加平缓的自动驾驶的策略。比如说,弯道的时候,速度是不是降一降,车内只有一个驾驶员,从转弯的时候,转弯策略可以激进一点,这样体验会有非常好的提升。同时,通过观测车内给车外提供更好的驾驶决策,通过观测车外也可以给车内提供很好的人机交互的决策。

我们看到,最近自动驾驶也出了几个事件。我的理解是应该通过车内和车外的联动、融合,规避或者减轻这样事故发生的概率或者是减少它带来的伤害。

这个是Matrix硬件参考设计的原理图,我们支持全8兆高清的接入,在前视会有双8兆,在周视跟环视用来高速领航和泊车,推荐的是2兆的摄像头。同时我们支持激光雷达的接入、其他一系列的传感器的接入。我们都预留了接口,也在算法、方案,包括中间件级别考虑对这些传感器的支持。整个是4颗征程5的计算平台,还有以太网的连接,同时我们有两个安全岛,支持整个系统SOD级别。其面向的场景主要是双前视8兆的摄像头互为冗余,整个系统都是完全双冗余的架构。

我们也支持高精度地图和支持BEV,特斯拉也采用的是这种技术,它通过端到端的神经网络训练可以在部分场景替代高精地图,征程5里也引入了这样的技术。还有高精度地图,地平线由于是量产级的视觉感知的算法,所以对道路的交通要素识别非常准确。我们也提供基于视觉的高精度地图的鉴图的技术。我们还基于这样的技术做视觉以及其他的定位技术,包括MU等等。同时,还有多摄像头融合功能。我们在规控里面,过去的规控都是基于规则的,特斯拉开始基于深度学习做规划和控制,我们在征程5里面也开始基于深度学习。

这是我们整个产品矩阵,从下往上,最底层就是征程5,这个是我们Together OS。地平线想跟行业的合作伙伴一起去联合开发,共享IP。还有,基于这上面是我们的两个开发工具,这个是基于我们芯片上的一个开发工具,天工开物的工具链。这里面除了围绕芯片用的工具,比如说定点模型转换,BPO算子开发的工具之外,还有一些AI的模型库。它会提供很多AI模型参考的算法和样例在里面。

右边是我们艾迪AI开发工具平台,它赋予地平线高效的开发能力,与此同时,地平线也将这个能力开放给客户。艾迪开发平台有两部分能力:一是降本增效的工具平台,包括在线问题挖掘、离线问题处理、标签标注三大工具,赋能客户加速AI产品量产;二是迭代流程自动化,包括模型自动迭代、软件持续集成、自动化回归测试、OTA升级四大工具,能够帮助客户自动化对抗复杂性。艾迪平台是软件定义汽车时代的AI开发工具底层赋能者,能够助力客户加速AI软件产品量产。

上面就是我们的解决方案,就是Matrix。上面还有面向智能交互的解决方案。

这是详细的情况,我们地平线在基于工具链做的所有解决方案的算法都是可选的,都是量产级的,都可以对我们包括OEM,包括Tierl-1合作伙伴去授权我们的算法IP。我们现在有的方案从前视的Mono在大规模量产,包括全球首个量产800万的摄像头也是在这个上面,我们Pilot在年底就会发布量产的车型,这是领航的自动驾驶。还有SuperDrive在城区的面向高等级的自动驾驶方案。还有Halo2.0持续进化,我们面向征程3、征程5都有我们的解决方案,在舱内的算法会越来越多。

这个就是地平线灵活开放的多维价值共创的商业模式,地平线在这里面提供的是芯片,量产级的算法。这个算法是开放的,可授权,共享知识产权,是可选的,不绑定我们的芯片。我们还有非常完善的,经过我们面向征程2、征程3大规模量产打造的开发工具。

这里为什么把OEMTierl-1放在一起呢?因为现在有一些OEM或者研究院也会做一些自动驾驶的算法,或者它自己体系内也有Tierl-1,我们整个算法都是可以开放授权给他们的,现在我们有很多非常成功的合作的案例。地平线会跟主机厂深度联合开发,包括对我们授权的算法IP的培训,全流程的培训。比如说,在理想量产的时候,李想本人在发布会也说了非常感谢地平线,和理想经过了十个月,量产时间非常短。我们发现现在新的量产车型时间非常短,很多都是一年以内要求量产,这都是地平线在全程跟客户联合的深度开发合作,让客户具备快速量产的能力。

右侧地平线提供的一个是芯片,硬件我们提供参考设计或者是提供芯片、参考算法开发工具给ODM和软件合作伙伴,由他们再去向Tierl-1提供最终的量产级的硬件以及量产级的算法。所以地平线定位是Tierl-2,但我们有量产级的算法,这也是符合目前行业内的趋势。我们客户量产的节奏都非常紧张,我们自己的芯片需要有一个量产级去验证我们自己的能力。

这是我们地平线提供的一个货架,前面介绍得也比较清楚,一个就是开发工具,一个可选的量产级的算法,一个是能力共建、开放共赢。我们的芯片以及开发工具非常完善,有量产的打磨,算法IP是全开放的。这是我们本土芯片厂商独具的优势,我们会派很多人驻场,与合作伙伴联合开发,建立联合团队,一起做到量产,做到最终的交付。

这个是我们地平线整个生态的图谱,基本上覆盖了从OEMTierl-1ODM,还有一些传感器厂商、周边器件的厂商,非常优秀的合作伙伴。这里面有客户,有合作伙伴,感谢他们对地平线的理解,以及合作伙伴对于我们量产大力的支持,供应的一些保证。

最后再总结一下,这也是地平线的理念:“全维利他,一路同行”。地平线把自己擅长的底层芯片和工具链做好,在算法级的IP以及联合开发上面深度赋能我们的行业和合作伙伴。

这就是我演讲的全部,谢谢大家!


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