2022，重卡自動駕駛?cè)?nèi)，無人不提「前裝量產(chǎn)」。

自嬴徹科技于 2021 年底交付全球首款量產(chǎn) L3 級別自動駕駛重卡，打響行業(yè)第一槍以來，從扎根該領(lǐng)域的老玩家，到剛?cè)雸霾坏揭荒甑男鹿?，都開始前呼后擁大聲公布著將自動駕駛功能上車的計劃。

前些天，「沉寂」5 年之久的特斯拉 Semi Truck，也被這種高漲的情緒激活，傳出今年底開啟交付。

整個行業(yè)似乎在這一刻達成了共識：萬事俱備，只欠量產(chǎn)。

然而，關(guān)于如何實現(xiàn)量產(chǎn)，鮮少被認真提及，似乎它是自動駕駛技術(shù)達標后，自然而然發(fā)生的過程。

對照現(xiàn)實，卻不盡然，這不免讓人心生疑惑：當談?wù)撝乜ㄗ詣玉{駛前裝量產(chǎn)時，我們究竟在談?wù)撌裁础?/span>

作為第一個「吃螃蟹的人」，嬴徹科技將量產(chǎn)的秘訣，總結(jié)為 8 大原則，7 大系統(tǒng)，1 套流程和 1 套標準。

在過去三年時間，嬴徹科技、攜手主機廠等 50 多家產(chǎn)業(yè)鏈上下游伙伴，聯(lián)合開發(fā)全新智能重卡，進行了大量的量產(chǎn)實踐和前沿探索。

在以「實踐出真知」為主題的首屆科技日上，嬴徹科技將這些三年量產(chǎn)過程中的實踐、經(jīng)驗、思考、核心技術(shù)和開發(fā)體系整理成為一本《自動駕駛卡車量產(chǎn)白皮書》（以下簡稱《白皮書》），與行業(yè)同行們進行了深度分享。

「我們切實感受到，白皮書不僅僅是嬴徹科技對自己的總結(jié)，也代表著行業(yè)現(xiàn)階段對于如何實現(xiàn)量產(chǎn)最需要又最缺乏的方法論體系?！柜R喆人認真地說道。

01、實現(xiàn)重卡自動駕駛，「正向開發(fā)」革命勢在必行

在一般人看來，自動駕駛重卡等同于「自動駕駛+重卡」的簡單疊加，而實際上，它是自動駕駛技術(shù)和重卡載體的深度融合。

過去，在技術(shù)開發(fā)、概念驗證、路測階段，業(yè)內(nèi)通過改制、后裝的方案，讓重卡車輛適應(yīng)自動駕駛的功能需求。

然而，到了量產(chǎn)時期，這種做法卻不再適用，原因不僅在于法規(guī)層面不允許，更重要的是，無法在真實作業(yè)場景下，進行更復(fù)雜的整車系統(tǒng)交互，也難以滿足商用車運營過程中對可靠性和耐久性的要求。

傳統(tǒng)卡車的底盤系統(tǒng)、動力總成、人機交互等，也無法適應(yīng)自動駕駛時代對安全和性能所提出的設(shè)計要求。

舉例來說，如果傳統(tǒng)卡車轉(zhuǎn)向是原來的 L2 人機共駕的控制策略，人手在方向盤時，施加的手力對轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)角輸出是有一定影響的，會影響自動駕駛橫向控制的安全。

這個需要從軟件的底層去改控制邏輯，通過改裝是無法實現(xiàn)的，必須通過正向開發(fā)和定義，才能實現(xiàn)所需的功能和性能。

由此得出的結(jié)論很顯然：重卡自動駕駛無法通過改良升級實現(xiàn)，必須引入一場正向開發(fā)「革命」——從新定義一輛自動駕駛重卡。

為此，嬴徹科技從需求出發(fā)，首次提出針對自動駕駛卡車使用場景的系統(tǒng)性正向功能定義方法，融合功能安全和信息安全的標準與規(guī)范，并配套完整的指標體系和測試方案。

具體來說，在功能定義方面，嬴徹科技采用「DDT/ODD 定義——專項研究——沖突融合」三個步驟，循環(huán)往復(fù)、逐步深入，并在后期可基于實際運營數(shù)據(jù)進行快速迭代，以滿足干線物流運輸?shù)膶嶋H需求。

而在功能安全設(shè)計中，嬴徹科技在參考ISO 26262 ASIL D 和ISO 21448 的標準前提下，采用最先進的安全策略，在概念、系統(tǒng)、軟件、硬件、測試等每個環(huán)節(jié)進行充分的開發(fā)和應(yīng)對。

例如針對電子電氣系統(tǒng)可能存在的系統(tǒng)性失效、隨機硬件失效，以及自動駕駛系統(tǒng)中預(yù)期存在的功能/性能不足、駕駛員誤用等問題，嬴徹科技開展10000種以上的危害分析和安全評估（HARA），提出 18 條整車級別的安全目標，并細化出超過 10000 條 FSR 和 TSR 等各級安全需求。

最后在整車信息安全方面，嬴徹科技從車端安全、汽車外部通信鏈路安全、數(shù)據(jù)安全、車聯(lián)網(wǎng)云端安全 4 處入手，保障用戶生命財產(chǎn)和個人隱私安全。

馬喆人將嬴徹科技關(guān)于自動駕駛重卡的需求定義總結(jié)為「4+1」：

4 指的是天、地、人、車，代表卡車適應(yīng)不同天氣，不同道路，各種駕駛習(xí)慣，以及人車動態(tài)交互的需求。」

「1」代表的則是安全前提，「『安全高于一切』是我們最核心的理念。」馬喆人特別強調(diào)道。

在需求定義的指引下，嬴徹科技全棧自研了自動駕駛、電子電氣、線控底盤、網(wǎng)絡(luò)安全、人機交互、云基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)閉環(huán)7 大量產(chǎn)核心系統(tǒng)。

「我們認為自動駕駛技術(shù)真正的量產(chǎn)落地，是橫跨人工智能、車輛工程、半導(dǎo)體、系統(tǒng)軟件以及云計算等多個領(lǐng)域和技術(shù)棧的系統(tǒng)工程。

打造一款成功的自動駕駛卡車，必須把這些領(lǐng)域的核心能力進行全棧整合?！埂栋灼分腥缡菍懙馈?/span>

02、軟硬結(jié)合，從車端到云端全棧自研

對于自動駕駛企業(yè)來說，技術(shù)無疑是最重要的基本功。

《白皮書》將自動駕駛系統(tǒng)列為 7 大子系統(tǒng)之首，并根據(jù)算法系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件、硬件再次細分了感知、高精定位、規(guī)劃控制、節(jié)油解決方案、系統(tǒng)軟件、自動駕駛域控制器、車規(guī)級硬件套裝 7 個二級子系統(tǒng)。

其中，感知系統(tǒng)作為自動駕駛系統(tǒng)的第一環(huán)，是規(guī)劃控制的上游，其結(jié)果的準確性及魯棒性直接決定了自動駕駛系統(tǒng)的能力邊界。

重卡由于制動距離更長、車體更寬、駕駛室與底盤非剛性連接等特點，對感知系統(tǒng)提出特別要求，要實現(xiàn)自動駕駛，需要更遠的感知距離、更高的橫向精度、更靈敏的后向感知。

為此，嬴徹科技采用攝像頭——毫米波雷達——激光雷達配置，實現(xiàn)車體 360 度環(huán)境感知覆蓋，同時設(shè)計并實現(xiàn)在 BEV 視角下融合不同數(shù)據(jù)源的前融合框架，基于 Transformer 方法，全方位提升感知精準度。

此外，采用加權(quán)多任務(wù)學(xué)習(xí)策略和 Warm-Up 策略，成功解決了 GradNorm、PcGrad 在多任務(wù)學(xué)習(xí)中的精度下降難題。

在高精定位方面，嬴徹科技設(shè)計研發(fā)了帶有多重校驗和冗余的高效融合定位算法，能夠有效地抵抗各類噪聲，通過融合低成本 GNSS/IMU、視覺、LiDAR、輪速等傳感器信息，實現(xiàn)在不同工況下均能提供高精度的定位輸出。

規(guī)劃控制系統(tǒng)涵蓋了嬴徹科技的重大創(chuàng)新。

目前行業(yè)中的流行做法是預(yù)測、決策、規(guī)劃和控制分步進行，即分層規(guī)劃控制架構(gòu)，這種相對簡潔的方式有益于工程實現(xiàn)，卻未必能做到全局誤差最優(yōu)，且在追求舒適、經(jīng)濟和耐久的動態(tài)平衡，適配重卡底盤控制延遲等問題上存在很大的技術(shù)瓶頸。

嬴徹科技創(chuàng)新性提出規(guī)劃控制一體化架構(gòu)，包含長時長預(yù)測模型、后決策模型、車輛參數(shù)自適應(yīng)建模、基于模型的預(yù)測控制、車輛底盤多系統(tǒng)控制，結(jié)合量產(chǎn)落地，通過獨創(chuàng)的車況自適應(yīng)模型辨別技術(shù)和核心算法，成功克服了車輛精度低、參數(shù)漂移等難題。

據(jù)了解，嬴徹科技在橫向控制的平均誤差距控制在 8cm 以內(nèi)，方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速的調(diào)整頻率都低于人類駕駛員。

節(jié)油解決方案 FEAD（Fuel Efficient Autonomous Driving）也是嬴徹科技自動駕駛系統(tǒng)的一大亮點。

在中國，重卡運營中的油耗成本在 TCO 中的占比達30%，是商業(yè)運營中的高度敏感項。

而嬴徹科技通過小時級、分鐘級、秒級、亞秒級四重節(jié)油優(yōu)化機制，做到比金牌駕駛員平均節(jié)油 2-5%，逼近 7% 的節(jié)油上限。

此外，嬴徹科技自研系統(tǒng)軟件層, 不僅為自動駕駛卡車提供高性能、高安全、高可靠的中間件服務(wù)，也為產(chǎn)品研發(fā)效率提供了強大的支撐；

其全自研的自動駕駛域控制器是卡車領(lǐng)域首個自帶全冗余且高算力的車規(guī)級車載計算平臺；

硬件套裝方面，嬴徹科技集成的傳感器套裝達成了主機廠認可的生產(chǎn)件批準程序 PPAP，是真正意義上的行業(yè)內(nèi)首套商用車車規(guī)級自動駕駛系統(tǒng)硬件套裝。

如果說自動駕駛系統(tǒng)體現(xiàn)的是嬴徹科技的「軟實力」，那么在其余 6 大子系統(tǒng)上的量產(chǎn)實踐，展示的則是該公司的「硬功夫」。

在車端，嬴徹科技域集中式電子電氣架構(gòu)減少了系統(tǒng)復(fù)雜度，并提供高通訊帶寬、整車信息安全以及整車 OTA 的能力；

線控底盤方面，嬴徹科技的全冗余技術(shù)實現(xiàn)了精準安全的車輛控制和流暢的人機共駕，保證了車輛安全平穩(wěn)運行；

人機交互系統(tǒng)解決了安全員對系統(tǒng)的信任以及疲勞管理問題。

在云端，嬴徹科技打造了「三橫兩縱」的基于云原生的技術(shù)棧，為量產(chǎn)提供了規(guī)?；膶崟r數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

值得一提的是，嬴徹科技在「數(shù)據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)」上也進行了創(chuàng)新，在傳統(tǒng)影子模式基礎(chǔ)上增加了閉環(huán)影子模式，形成增強影子模式。

這一動作背后源于市場主流的影子模式方案只能識別出「瞬時決策」類的能力缺陷，無法進行有效的「長時行為」相關(guān)問題識別，例如變道、避讓、匝道相關(guān)、連續(xù)博弈等。

而嬴徹科技的增強影子模式，通過引入虛擬主車（Virtual Ego）的概念，獨立于真實車輛，做「長時行為」，不但可測試控制算法策略，也可測試絕大多數(shù)依賴長時狀態(tài)窗口的 L3/L4+級別決策規(guī)劃策略。

嬴徹科技 CTO 楊睿剛透露，自量產(chǎn)至今，其自動駕駛系統(tǒng)的商業(yè)行駛里程已突破 600 萬公里，通過數(shù)據(jù)閉環(huán)，積累了170 萬個場景片段?！高@些片段在我們內(nèi)部稱之為 moment，一半是通過增強影子模式自動挖掘出來的?！?/p>

總結(jié)來說，嬴徹科技在系統(tǒng)開發(fā)過程中，圍繞「7+7」（7 個一級子系統(tǒng)+7 個二級子系統(tǒng)）做全棧自研，構(gòu)建了完整的技術(shù)鏈條，不僅能夠非常靈活地適配不同場景、不同車輛，以及拓展生態(tài)，也在供應(yīng)鏈和成本優(yōu)化上，擁有了充分的自主權(quán)。

03、用極致工程能力，沖破「鐐銬」起舞

如同所有高科技產(chǎn)業(yè)，在技術(shù)和工程之間，似乎總存在一條難以逾越的鴻溝。

這其中的「差距」在于，前者只關(guān)注「該有什么功能」的問題，而后者則聚焦在有限的條件下，如何落地實踐。

這一點在卡車自動駕駛前裝量產(chǎn)過程中，表現(xiàn)得尤為明顯。

在行車安全的前提下，既要保證性能強勁、功能冗余，又要遵循車規(guī)標準，還要達到成本最優(yōu)、規(guī)模生產(chǎn)，滿足一系列廣泛、嚴苛甚至充滿「矛盾」的要求。

馬喆人將其比喻為「戴著鐐銬起舞」，考驗的是自動駕駛公司「平衡的藝術(shù)」，要完成從做 Demo 到真正量產(chǎn)的跨越，極致的工程能力不可或缺。

嬴徹科技《白皮書》編纂小組組長李穎超博士總結(jié)，該公司圍繞著自動駕駛算法、系統(tǒng)軟件與自動駕駛域控制器 ADCU、整車和人機交互以及生產(chǎn)制造方面，積累了深厚的工程經(jīng)驗和能力。

以算力工程為例，由于車規(guī)級硬件往往比非車規(guī)硬件的性能要低，嬴徹科技在量產(chǎn)過程中，面臨到如何將在 GPU 上完美運行的算法，遷移到算力相對小的車規(guī)級芯片上的問題。

對此，嬴徹科技從兩方面出發(fā)：

第一，做模型的輕量化，做定制化訓(xùn)練，在保證性能的情況下，將計算量降低 50%；

第二，充分利用 SOC 里面的匯編級代碼，優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型和傳統(tǒng)計算機視覺模型。

「通過這些，我們獲得了非常高的加速度，比如我們通過匯編級代碼的優(yōu)化，將 Canny Detector的速度提升了100 倍?！箺铑傃a充道。

規(guī)劃控制同樣對工程能力提出高要求，既要保證駕駛員的安全舒適，又要考慮重卡的經(jīng)濟、耐用，還要保證干線物流的時效性，可謂是多方訴求匯聚一體。

在這種背景下，嬴徹科技提出了規(guī)控一體化概念，從全局的角度對系統(tǒng)做工程優(yōu)化，在各類指標中找到最優(yōu)控制。

「所謂量產(chǎn)，就是在一個受限的 TCO 下，綜合平衡自動駕駛各方面的能力?！柜R喆人用水桶理論作比喻，并表示自動駕駛的能力取決于最短的那塊板。

「我們要把最短的木板做長，使木桶能裝更多的水。」他強調(diào)，這時候全棧自研整個系統(tǒng)的工程能力就顯得非常重要。

一個完美案例是嬴徹科技在系統(tǒng)軟件與 ADCU 上的實踐。

據(jù)了解，該公司在開發(fā)第一代 ADCU 時，由于 L3 級別的自動駕駛卡車對于通用計算域的算力要求很大，嬴徹科技只能挑選一種高 DMIPS 的芯片，但問題隨之而來：這種芯片沒有集成網(wǎng)絡(luò)安全功能，給自動駕駛的云通訊網(wǎng)絡(luò)帶來隱患。

「魚和熊掌」如何兼得？

嬴徹科技的做法是補充了一塊很小的網(wǎng)絡(luò)安全芯片，并將其和自主設(shè)計的 ADCU，在硬件層面和系統(tǒng)層面連接起來。

這樣既保證了高算力，又能滿足網(wǎng)絡(luò)安全的要求，整體上提高了系統(tǒng)性能。

而這樣的工作，如果沒有對于需求和功能定義的深入理解，沒有全棧自研尤其是軟硬件一體開發(fā)的能力，是無法支持 L3 級別自動駕駛域控制器這種復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)工作的。

嬴徹科技的工程能力還體現(xiàn)在自動駕駛重卡的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。

對于大規(guī)模量產(chǎn)的產(chǎn)品而言，整車制造精度以及批量精度的一致性是非常關(guān)鍵的指標，嬴徹科技用「失之毫厘，謬以千里」來形容。

比如后向攝像頭的安裝，只要偏差了幾毫米，都會給整個 FOV 視野帶來較大影響，而側(cè)后方攝像頭安裝的位置——車頂側(cè)圍，其制造精度在傳統(tǒng)車型的制造中，往往不會特別嚴格的進行控制，而對于安裝感知攝像頭的智能卡車而言，精度就必須嚴格控制了。

為此，嬴徹科技聯(lián)合主機廠和 Tier 1 做專項開發(fā)，定義了許多功能性的指標和標準。

一方面，嬴徹科技深度參與供應(yīng)商的設(shè)計評審、制造改善、測試執(zhí)行、性能優(yōu)化等零件級開發(fā)與釋放全流程；

另一方面，嬴徹科技和 OEM 進行了關(guān)聯(lián)件設(shè)計、裝配驗證、功能性測評等系統(tǒng)與整車級的研發(fā)與驗證。

此外在檢測環(huán)節(jié)，相較于傳統(tǒng)卡車的 9 道檢測工序，嬴徹科技在此基礎(chǔ)上，又增加 7 道檢測，包括傳感器、自動駕駛系統(tǒng)、線控底盤控制等的精度檢測。

汽車之心了解到，在嬴徹科技內(nèi)部有一個行動叫做下線即交付，在自動駕駛重卡上，要實現(xiàn)這一點非常不容易。

04、系統(tǒng)化流程之下，嬴徹科技加速邁向 L4

卡車自動駕駛量產(chǎn)是一個浩瀚的工程，涉及面眾多，要捋清各系統(tǒng)之間的優(yōu)先級和側(cè)重點，離不開一套清晰高效的流程體系。

「V 模型」是經(jīng)典的汽車開發(fā)流程。在 V 模型的左半邊對應(yīng)需求分解傳遞過程，確保每一條需求都正確傳遞到開發(fā)端，而右半邊對應(yīng)的是測試驗證過程，確保每一條需求都得到正確實現(xiàn)。

這一模型的優(yōu)勢在于不僅能將需求正向傳遞、層層分解，有利于復(fù)雜系統(tǒng)集成，也能保證各層級需求可追溯，避免遺漏。

此外，分階段測試，能夠提前驗證，方便快速定位，及早發(fā)現(xiàn)問題。

然而如果照搬「V 模型」到自動駕駛重卡上，卻容易出現(xiàn)問題。原因在于，「V 模型」雖保證了正向開發(fā)整車的嚴謹性，但卻與軟件產(chǎn)業(yè)中的「敏捷開發(fā)模式」相沖突。

前者要求慢工出細活，而后者則強調(diào)「天下武功，唯快不破」的響應(yīng)速度，好比人的兩條腿，一個要走，一個要跑，怎么也配合不起來。

「這是一個在沖突中融合的過程?！柜R喆人認為，如果單靠正向開發(fā)，一個公司把自動駕駛車輛做出來的時間和成本是不可想象的；如果純粹走敏捷開發(fā)，產(chǎn)品可靠性要打一個問號。

此外，V 模型本質(zhì)上要求設(shè)計的東西之間存在清晰的邏輯關(guān)系，并能夠得到驗證，而深度學(xué)習(xí)中存在大量的不可解釋性，這意味著要做好重卡自動駕駛量產(chǎn)，必須結(jié)合多方面的需求，對開發(fā)流程進行創(chuàng)新。

經(jīng)過 3 年實踐和探索，嬴徹科技總結(jié)出以「正向開發(fā)、兼顧敏捷」為原則，基于「V」模型理念的研發(fā)流程體系，有效保證全新項目的開發(fā)效率和交付質(zhì)量。

在這種系統(tǒng)性的流程指引下，嬴徹軒轅系統(tǒng) 1.0 成功量產(chǎn)落地。

目前，嬴徹全棧自研技術(shù)邁入 2.0 階段，并在感知、規(guī)劃控制、節(jié)油算法、核心硬件、數(shù)據(jù)閉環(huán)等核心技術(shù)上取得重大突破，一個全面領(lǐng)先、高度可擴展的嬴徹軒轅自動駕駛系統(tǒng) 2.0 開始規(guī)劃量產(chǎn)。

與此同時，面向全無人駕駛的嬴徹軒轅自動駕駛系統(tǒng) 3.0 也提上日程，正式步入預(yù)研階段。

嬴徹科技 CTO 楊睿剛博士透露：

3.0 架構(gòu)可以拆除自動駕駛系統(tǒng)各子模塊之間人為設(shè)計的邊界，替代為端到端的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并通過結(jié)合深度強化學(xué)習(xí)（DRL）和神經(jīng)輻射場（NeRF）技術(shù) 的 NeDFS(Neural Driving Field Simulator) 終極自動駕駛仿真器，訓(xùn)練端到端模型，實現(xiàn)自動駕駛能力的自我演進，最終走向無人。

此前，嬴徹科技 L4 全無人駕駛重卡已經(jīng)完成國內(nèi)最復(fù)雜 24 公里封閉道路測試，并于今年 6 月 24 日在浙江德清獲頒國內(nèi)首張 L4 級「主駕無人」自動駕駛重卡公開道路測試牌照。

在馬喆人看來，自動駕駛重卡的量產(chǎn)經(jīng)驗已經(jīng)為嬴徹科技構(gòu)建了「能力池」，可以適應(yīng)不同階段的需求和任務(wù)?！覆还?L3 還是以后的 L4，我們已經(jīng)具備了一個整體的安全設(shè)計、開發(fā)、驗證的能力?！?/span>

回到行業(yè)，當下雖然「無人不談量產(chǎn)」，但除了少數(shù)幾家跑在前面的企業(yè)真正實現(xiàn)，更多的還在探索量產(chǎn)的路上。

毫無疑問，要奔赴 L4，走向重卡無人駕駛，這是一道必須邁過的關(guān)卡，過程注定困難重重。

慶幸的是，先行者留下了路線圖。隨著《白皮書》發(fā)布，行業(yè)稀缺的前瞻經(jīng)驗與實操 knowhow 公開，重卡自動駕駛玩家有望摸著嬴徹科技快速「過河」。

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