技术讨论：特斯拉为什么要“开除”超声波传感器

10月初特斯拉宣布，将不再在自动驾驶传感器套件中使用超声波传感器（USS），而将采用纯摄像头的“TeslaVision”系统。在未来几个月内，从Model 3和Model Y 的制造中移除超声波传感器，Model S和Model X也会在2023年开始移除。从大的逻辑来看，这个超声波传感器并不贵，特斯拉为什么不要超声波传感器这件事确实让人费解。

TIPS：超声波传感器主要用于短距离物体检测，应用于自动泊车和低速通过场景下车辆碰撞警告等。

图1 超声波传感器的替换

对于特斯拉移除超声波传感器，我是这么看的——

· 特斯拉首先是考虑成本，同时也考虑车辆的安装速度——虽然超声传感器不贵，但是它有12个，整个线缆接口比较复杂，去除它可以节约不少的线缆。

· 特斯拉已开始使用新一代的摄像头，从而改善了近距离图像的检测质量。

· 从算法的角度来看，从拿掉毫米波雷达，再去掉超声波传感器，特斯拉是围绕大数据量的图像来做文章。

Part 1：超声传感器的成本

超声传感器是目前大部分车辆的标准配置，采用不同技术的超声传感器的主要差异，是在探测距离（10米）和精度上，由于它的主要作用是在低速状态下避免车辆和其他物体的碰撞，所以分布一般采用前6、后6来使用的。

如下图所示，除了超声传感器的本体，每个传感器还需要用支架来把超声传感器固定在前脸和后背上。

图2 特斯拉上的超声传感器

在特斯拉的设计里面，没有单独的停车控制器，所以12个超声传感器通过前后2根线束，连接到车身右控制器。

图3 特斯拉的超声波传感器处理

在这里仔细看了下，控制器有一路HSD，一路地回路。控制器上一共占用了14个引脚（电源输出、Ground Return和12根通信线）。

图4 特斯拉超声波传感器的线束连接图

根据蒙罗老爷子的成本估计，特斯拉每辆车都有12个超声波传感器，估计单个成本为8美元（或总计96美元），用于零件和安装的支架每个估计0.15美元，总计1.80美元，连接传感器线束估计每个2.20美元，总计4.40美元，每辆车在这部分的总成本为114美元。

我个人觉得老爷子把超声传感器的单价估高了，把线缆的安装成本估计少了。单个AK2的超声传感器在4-5美金，国内最便宜的超声传感器为15-20元，这真的不是成本的问题。

图5 特斯拉的传感器的成本分析

我个人的理解，原本Autopilot控制器在泊车和低速处理的时候，超声传感器是用来做一个参考作用的，也正是下一步图像传感器的提升和处理能力增强，就把这个过程给去掉了。

Part 2：新一代图像传感器

特斯拉在拿掉USS以后，是用了多个感知摄像头来覆盖，主要是8个视觉传感器，从1.2MP切换到5MP。

图6 从超声波传感器到高像素的图像传感器

5MP的摄像头之前看到特斯拉把订单给了三星电机和LG Innotek，主要是为下一代所有的车辆进行替换和升级。

图7 高像素的图像传感器

通过8个图像传感器的图像整合，Occupancy Network把区域模型进行读取，不管是否开启Autopilot，特斯拉都在使用这个感知系统来将周围环境分析清楚。

图8 特斯拉的Occupancy网络

也就是说，即使是用户在自主驾驶，Autopilot也可以把它识别和分析的结果告诉你，比如周围是否有可能有碰撞风险。随着策略的调整和提升，整个驾驶状态会逐步变得更好。

图9 特斯拉 Occupancy Networks

特斯拉的感知算法提升对于整个硬件的调整是直接的——去掉毫米波雷达、去掉超声传感器，然后提高图像传感器像素点和图像传感器及控制器的传输速度。客观上，少了这些步骤，整个安装工序确实要简单一些，从安装工时的角度来看，也确实节约了不少的时间。

小结：特斯拉的软件迭代，一方面是围绕自动辅助驾驶的功能完整性往前走，一方面是尽可能把车辆的安装进行简化，提高制造效率。

图｜网络及相关截图

作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。