中小盘策略专题：智能汽车系列深度（十六）：算法进阶——自动驾驶迎来端到端时代

伐谋-中小盘策略专题 2024年06月07日 智能汽车系列深度（十六）：算法进阶——自动驾驶迎来端到端时代 中小盘研究团队 任浪（分析师）赵旭杨（分析师） ——中小盘策略专题 renlang@kysec.cn 证书编号：S0790519100001 zhaoxuyang@kysec.cn 证书编号：S0790523090002 相关研究报告 《问界新M7焕新升级，享界S9将搭载ADS3.0，新增推荐拓普集团—中小盘周报》-2024.6.2 《小鹏端到端大模型上车，开启AI 智驾新时代—中小盘周报》-2024.5.26 《Sora和世界模型殊途同归，自动驾驶行业有望加速—中小盘策略专题》-2024.5.20 FSD效果惊艳，Robotaxi迈向现实 2024年3月FSDV12.3推出，解决复杂场景能力大幅提升，驾驶体验平顺丝滑拟人化程度高。FSD开始从“测试版”晋级为“监督版”，并面向所有北美车主免费试用30天。随后马斯克在社交媒体上表示将在8月8日推出Robotaxi功能，自动驾驶即将真正带来汽车商业模式的变革。FSDV12是一个端到端算法，对算力和数据需求激增，马斯克表示到2024年底将累计投入100亿美金在算力和数据领域，到2024年底总算力规模有望突破100EFlops，目前FSD的累计行驶里程数已经超过10亿英里，特斯拉快速推进探索自动驾驶“无人区”。 端到端助力自动驾驶“融会贯通”，大模型时代到来 相比传统的感知、规控等模块拼接而成的模块化算法，端到端算法采用整体化的神经网络，模型的一端输入感知信息，另一端直接输出轨迹或者控制信号。端到端算法优势显著：（1）信息无损传递，减少人为偏见，灵活度大幅提升； （2）面向整体驾驶目标进行全局优化；（3）从“行为”学习“行为”，驾驶行为更加拟人化；（4）数据驱动，更易发挥规模法则；（5）精简计算任务，减少级联误差，降低延迟。端到端算法形成几大方向：由多个神经网络模块拼接而成的端到端、单一神经网络构建成的端到端、以及以大语言模型为核心的端到端算法。业界和学界对各类路线作出诸多探索，自动驾驶迎来大模型时代。 算法、算力、数据全面升级，助力端到端自驾落地 探求驾驶本质，人类驾驶是“本能反应”和“逻辑思维”的结合。人类的思考方式包含倾向于本能化的“快系统”和倾向于逻辑化的“慢系统”，驾驶行为也是一样，简单的驾驶行为可由快系统完成，复杂或者稀缺的长尾场景则需要调用慢系统通过人类此前积累的世界常识来处理。对自动驾驶而言，快慢系统结合为彻底解决无人驾驶提供思路。 算法、算力、数据全面升级推动自驾落地。算法端，前期传统模块化算法和端到端算法有望并行运转，平稳过渡到端到端为主；远期大语言模型有望和端到端结合，形成自动驾驶的“系统一”和“系统二”；最终强大的通用人工智能有望彻底实现自动驾驶。数据端，端到端算法对数据的“量”和“质”的需求激增，实车采集和合成数据共同为算法提供“养料”。算力端，云端算力需求进一步提升，推动模型迅速迭代。 目前，国内领先玩家如华为、小鹏、蔚来、元戎启行、地平线、商汤绝影等玩家纷纷推出自己的端到端算法以及规划，并且在数据、算力上快速推进，功能体验不断优化，行业发展有望全面提速。 推荐及受益标的：推荐标的：长安汽车、比亚迪、长城汽车、德赛西威、经 纬恒润-W、均胜电子、华阳集团、美格智能、华测导航。受益标的：小鹏汽车 -W、理想汽车-W、蔚来-SW、中科创达等。 风险提示：技术进步不及预期、市场需求不及预期、重大事故导致消费者接受度骤降等。 中小盘研究 中小盘策略专题 开源证券 证券研究报 告 目录 1、FSDV12效果惊艳，Robotaxi迈向现实5 1.1、特斯拉FSDV12.3登场，自动驾驶辅助功能推向全量用户5 1.2、端到端算法加持，驾驶体验显著提升5 1.3、特斯拉推动，Robotaxi有望迈向现实6 1.4、算力、数据全面加速，特斯拉加足马力快速推进6 2、端到端助力自驾算法“融会贯通”，大模型时代到来9 2.1、端到端算法将驾驶行为“融会贯通”9 2.2、端到端算法优势显著但落地难度加大9 2.2.1、端到端的自动驾驶算法优势显著：9 2.2.2、端到端的自动驾驶算法亦存在可解释性差、落地难度大等问题11 2.3、端到端算法形成三大落地形式12 2.3.1、将多个神经网络拼接形成端到端算法（显式端到端）：12 2.3.2、多模态基础模型+自动驾驶（隐式端到端）：12 2.3.3、大语言模型+自动驾驶：14 3、算法、算力、数据全面升级，自动驾驶更进一步16 3.1、探求驾驶本质，人类驾驶是“本能反应”和“逻辑思维”的结合17 3.1.1、系统一和系统二，人类思考是快慢系统的结合体17 3.1.2、世界常识助力解决长尾场景，快慢系统结合为彻底实现自驾提供思路17 3.2、算法：从渐进到终局，大模型和自动驾驶逐步走上相似道路19 3.2.1、领先量产玩家小步快跑，采用渐进路线面向端到端逐步迭代19 3.2.2、数据驱动迈向认知驱动，大语言模型和端到端有望协同助力智驾20 3.2.3、AGI时代殊途同归智能驾驶终将彻底实现22 3.3、数据：虚实结合，世界模型加持下如虎添翼23 3.3.1、端到端推动自动驾驶从算法工程转变为数据工程23 3.3.2、海量车队是富矿，源源不断提供丰富数据24 3.3.3、仿真算法持续演进，生成式AI重要性日益凸显25 3.4、算力：云端算力军备竞赛白热化26 4、国内玩家齐发力，自动驾驶未来已来27 4.1、华为：GOD感知网络+PDP预决策规划网络推进端到端27 4.2、元戎启行：领先算法玩家有望率先落地端到端自动驾驶29 4.3、小鹏：自驾领先新势力，发布端到端方案29 4.4、蔚来：推动功能落地，端到端算法在路上31 4.5、地平线：本土自驾芯片领军，推动软硬一体化方案落地33 4.6、商汤绝影：AI先行者，推动算法走向极致34 5、受益标的36 6、风险提示36 图表目录 图1：马斯克宣布FSD订阅费用降价至99美金5 图2：马斯克推动FSD为所有美国车主免费试用一个月5 图3：FSDV12甚至可识别自行车骑手的手势并减速6 图4：FSDV12可以从0时速启动6 图5：特斯拉在财报上公布了其共享出租车APP的UI界面6 图6：马斯克一度表示算力掣肘算法迭代，但在3月之后表示算力不再构成瓶颈7 图7：伴随着算力的提升，版本迭代显著加速，对用户开放程度迅速提升7 图8：FSD行驶里程2024年4月突破10亿英里8 图9：特斯拉2024年将在自驾领域投资超100亿美元8 图10：端到端算法将传统的感知、预测、规划等算法模块融为一体9 图11：端到端算法实现信息在算法中的无损传递，减少人为偏见10 图12：端到端算法全程可微，实现全局优化10 图13：端到端算法让驾驶更加丝滑拟人化11 图14：端到端算法实现完全数据驱动，突破性能上限11 图15：端到端算法减小级联误差11 图16：端到端算法可有效降低处理延时11 图17：端到端自动驾驶算法形成三大落地形式12 图18：UniAD采用了显式的端到端方案12 图19：亦有模型采取隐式的端到端算法，即整个模型作为大的神经网络实现自驾13 图20：Wayve采用端到端的自动驾驶模型13 图21：Wayve的端到端模型可处理各类复杂场景13 图22：DriverDreamer采用扩散模型和注意力机制构建14 图23：DriveDreamer呈现出较强的场景和动作输出能力14 图24：采用大语言模型作为骨干模型成为一种有效实现自动驾驶的方案15 图25：LINGO-1可以提供驾驶行为和推理的描述15 图26：LINGO-1可有效识别道路场景15 图27：DriveGPT4采用大语言模型的能力赋能自动驾驶16 图28：算法、算力、数据齐备，自动驾驶更进一步16 图29：人类行为包含系统一和系统二17 图30：部分长尾场景需要常识才能应对18 图31：人类通过常识和驾驶经验解决长尾场景18 图32：驾驶行为实际上包含系统1和系统2的思维方式18 图33：自动驾驶发展从基于规则走向基于神经网络，从模块化走向端到端19 图34：端到端算法或将经历逐步演变过程19 图35：华为采用GOD网络和PDP结合的算法架构20 图36：小鹏采用感知大模型和规控大模型推动自驾落地20 图37：英伟达并行驾驶算法构建自动驾驶的基础模型，并嵌入大语言模型功能21 图38：采用大语言模型监督的自动驾驶算法很好的识别了广告牌上的停车标志，避免了幽灵刹车21 图39：DriveVLM-Dual致力于将系统一和系统二结合22 图40：大语言模型可以很好的识别驾驶场景并做出决策22 图41：Grok-V1.5在处理物理世界时表现卓越23 图42：Grok-1.5V在RealworldQA指标上超越GPT23 图43：端到端模型需要将人类的经验通过筛选后的数据赋予自动驾驶算法23 图44：特斯拉的FSD累计行驶里程在2024Q1已经超过12亿英里24 图45：特斯拉庞大车队和强有力数据闭环体系带来海量驾驶数据24 图46：生成数据大大提升长尾场景的数据规模25 图47：好的仿真环境提供完美的自动驾驶场景仿真25 图48：端到端时代对仿真验证提出新的要求，闭环验证难度大，世界模型有望成为解决方案26 图49：华为ADS3.0采用GOD网络+PDP预决策规划一张网的架构27 图50：ADS3.0——从BEV到GOD网络的进化27 图51：华为ADS3.0采用多模态感知信息，激光雷达和4D毫米波实现升级28 图52：华为通用障碍物感知的GOD网络具备强大感知能力28 图53：华为拥有强大的云端训练能力，模型每5天迭代一次28 图54：自底层到上层，华为的体系化整合能力凸显29 图55：元戎启行早在2023.8即开始进行端到端路测29 图56：多款搭载元戎端到端模型车型将在2024年交付29 图57：小鹏智驾实现对感知大模型升级，并推动基于神经网络的规控大模型上车30 图58：小鹏推出行业首个2K级别分辨率的占用网络30 图59：小鹏也推出完全基于神经网络的规控大模型30 图60：小鹏智驾实现对感知大模型升级，并推动基于神经网络的规控大模型上车31 图61：蔚来形成了完整、清晰的自动驾驶体系31 图62：蔚来推出全向变分辨率的占用网络32 图63：蔚来在规控算法层面深思熟虑推动优质方案落地32 图64：蔚来的用户累计智驾里程快速增长33 图65：地平线将智驾分为、可用、好用、爱用三个阶段33 图66：端到端的感知架构更加精准、及时和稳定34 图67：“三网合一”的感知架构具有更强检测率和效率34 图68：交互决策网络增强算法灵活度34 图69：交互决策算法执行效果更加拟人化34 图70：感知决策一体化端到端算法提供最优解34 图71：乡村道路占道车辆避让35 图72：无保护左转对象车辆会车35 图73：DriveAGI可以完美识别复杂道路场景35 表1：特斯拉FSD版本在迅速迭代8 表2：各大车企积极推动智驾车型销售，量产车成为完美数据收集器25 表3：仿真形成三大技术路线25 表4：各大车企在2024年均将算力推升到更高水平26 表5：受益公司盈利预测与估值36 1、FSDV12效果惊艳，Robotaxi迈向现实 1.1、特斯拉FSDV12.3登场，自动驾驶辅助功能推向全量用户 特斯拉FSDV12.3登场，智驾时代更进一步。早在2023年5月，马斯克即在社交媒体上表示，FSDV12将是一个视频输入+控制输出的端到端的自动驾驶算法；2023年底，FSDV12版本开始在北美的特斯拉车辆中试用；2024年3月12日，FSDV12.3推出，体验跨越式提升；随后，FSD去掉“Beta”改为“Supervised”并开始向所有北美用户开放，允许免费试用30天，另外马斯克还要求北美地区销售必须带客户短途试驾FSD才能交车。2023年4月，FSD的订阅价格从199美元降低至99