特斯拉Tesla Model 3整体架构解析(全).pdf-资料库

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2020 Tesla Model 3 整体架构解析吴建明

提醒：此文仅用于交流，若用于商业请和原文作者联系，侵权自担责任。 Sensors for ADAS applications 特斯拉 Model 3 型设计的传感器组件包括：8 个摄像头，可在 250 米半径内提供汽车周围 360 度的可视性；12 个超声波传感器，可完成这一视觉系统。它们共同允许在一定距离内检测硬物体和软物体，精度几乎是以前系统的两倍。该软件包还集成了一个具有改进处理能力的前向雷达系统。它提供了关于周围环境的额外数据，其冗余波长可以穿透大雨、大雾、灰尘，甚至超越以前的汽车。在摄像机正面，有四个摄像机面向前方，支持雷达，具有不同的特点。主要的一个，覆盖 250 米，但视角很窄，还有一些覆盖较短的距离（150 米、80 米和 60 米），但具有汽车周围环境的广角视角，是用来阅读路标的。其他四个摄像头面向汽车的侧面和后部，可以看到 100 米以外的地方。 1 / 14

另一方面，声纳利用超声波探测汽车周围 8 米半径范围内的障碍物。它可以以任何速度工作，还可以控制盲点。声纳收集的数据也被自动驾驶仪用来管理超车时的自动换道。最后，利用 GPS 来检测汽车相对于道路的位置。一辆特斯拉 Model 3 型车在硬件改造后解体特斯拉 Model 3 型是一款三年前的车型。然而，通过软件更新和硬件交换（从 HW 2.5 到 HW3.0），特斯拉承诺保持特斯拉 Model 3 的相关性，并为未来的全自动驾驶做好准备。至少，这是他们的承诺。硅谷有一批懂技术的消费者，他们对特斯拉有点狂热，他们对特斯拉的兴趣不够。他们喜欢这辆车，他们喜欢它的电力推进，他们虔诚地关注着埃隆·马斯克的微博。最重要的是，他们欣赏特斯拉干净、优雅的汽车结构，从头设计。通过空中传送（OTA）软件的更新，特斯拉几乎可以神奇地增加新功能，甚至提升汽车性能。其他汽车原始设备制造商（他们的汽车与传统平台捆绑在一起）都没有设计出如此全面的基于软件的汽车更新方法。特斯拉的粉丝们对特斯拉备受争议的“自动驾驶仪”功能的担心往往会减少。他们既不关注它做什么，也不关注它不做什么。他们更喜欢关注自动驾驶仪将来会变成什么样子，就像特斯拉承诺的那样。 2 / 14

除了一系列的软件更新外，特斯拉去年还推出了一项硬件交换计划 ——从特斯拉的 HW2.5 到 HW3.0——来提高赌注。对于 HW3.0，Elon Musk 在一条推特中声称：“所有生产的汽车都拥有完全自动驾驶所需的所有硬件，包括计算机等。”我们将看到“完全自动驾驶”到底是什么意思。引起我们兴趣的是特斯拉鼓吹的向 HW3.0 的转变。今天 3 型车的引擎盖下是什么，它将如何改变？车型 3 是一款更小、更实惠的电动汽车，首次生产于 2017 年年中。由于去年推出了自己的 SoC，特斯拉向 3 型车的购买者承诺，如果他们购买了全自动驾驶（FSD）软件包，他们将获得 HW 2.5 到 HW 3.0 的改装，只需预约一个简单的服务中心。不过，为了清楚起见，今天的 FSD 套餐还不能让特斯拉在没有人为干预的情况下驾驶。现在，这是一系列渐进式自动驾驶仪升级。此外，根据马斯克上月在推特上发布的公告，目前 7000 美元的 FSD 套餐计划在 7 月 1 日上涨约 1000 美元。在这个最新的“引擎盖下”系列和 System Plus Consulting（法国南特）中，我们深入了解了特斯拉 Model 3 型车内的情况，重点是特斯拉 Model 3 型车内部署的汽车传感器和自动驾驶仪电子控制单元。 3 / 14

算力和功耗负荷能力第一汽车内部的计算能力是一个越来越重要的特征。为了实现最佳的驾驶员辅助和自动驾驶以及激活安全功能，需要大量的计算能力。为了优化自动驾驶，许多汽车原始设备制造商和生产商正在采用各种传感器，如摄像机、雷达、激光雷达和超声波传感器，以便车辆能够检测到周围环境。来自传感器的所有数据必须组合在一起，这就是控制单元发挥作用的地方。考虑到特斯拉所保持的“尖端”形象，如果普通大众认为 3 型车内的所有硬件部件在技术上都是市场上最先进的，那他们是可以原谅的。 4 / 14

不过，System Plus 首席执行官罗曼·弗劳克斯（Romain Fraux）解释说，从引擎盖下窥视一下，就会发现特斯拉 Model 3 型车的主要设计目标是降低 ADAS 的成本，使这款车型“价格实惠”。对于 3 型汽车传感器，特斯拉使用了 8 个摄像头、1 个雷达和 12 个超声波传感器。型号 3 不使用激光雷达，这与马斯克所谓的激光雷达是“傻瓜的差事”的说法是一致的 SystemPlus 分享了引擎盖下 3 型传感器和计算单元的亮点。前置摄像机为了实现前向视觉，特斯拉公司开发了一种带有三个半导体图像传感器的三摄像头模块。Model 3 还使用了两个前视侧摄像头、两个后视镜侧摄像头和一个后视摄像头。共有 8 台设计成 3 型的相机是基于 2015 年 on 半导体公司发布的 5 / 14

120 万像素图像传感器。“它们的成本很低。它们既不是新的，也不是高分辨率的，”弗劳克斯说。弗劳克斯指出，从同一家供应商采购所有 8 个图像传感器意味着“特斯拉必须努力获得更好的采购价格”。特斯拉 Model 3 型的三前向相机配备了三个半 AR0136A 上的 CMOS 图像传感器，像素大小为 3.75um，分辨率为 1280×9601.2Mp。它提供了一个前图像采集系统高达 250 米，用于特斯拉 Model 3 型驾驶员辅助自动驾驶仪控制模块单元。为了给特斯拉的三摄像头模块添加上下文，System Plus 将其与最大的一级汽车供应商之一 ZF 设计的三摄像头模块进行了比较。ZF 的 s-Cam4 有两种解决方案，一种是单摄像头，另一种是三摄像头。 S-Cam4 是 ZF 模块的三摄像头版本，具有 OmniVisionCMOS 图像传感器和 MobileEyeQ4 视觉处理器。 6 / 14

特斯拉使用的印刷电路板安装技术与上图所示的宝马不同。宝马更喜欢三种不同的多氯联苯传感器的隔离组合。相比之下，特斯拉的三前向摄像头模块将所有 CMOS 传感器嵌入一个 PCB 中，而不需要处理 SoC。 ZF 的 s-Cam4 包括 Mobileye 的视觉处理能力。通过从半导体上选择成熟的图像传感器，不增加后处理，特斯拉使其相机模块“不是关于有最新的图像传感器”，而是所有的成本，”系统加观察。该公司估计，ZF 的三摄像头成本为 165 美元，而特斯拉的三摄像头成本为 65 美元。 7 / 14

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