自动驾驶视觉 ≠ 人类视觉!详解FSD Vision Only方案
- 2026-02-04 18:40:53
「FSD Vision Only视觉方案详解」
FSD 的纯视觉方案以 “原始光子数据驱动 + 神经网络自主感知” 为核心，通过传感器硬件优化、跳过 ISP 处理、LiDAR 辅助训练三大关键设计，实现无需量产 LiDAR 的 3D 环境理解与安全驾驶，核心是让 AI 而非硬件定义感知逻辑。本文直接参考《Phil Beisel’s articles on FSD and AI》系列文章。
Phil Beisel是聚焦特斯拉 FSD（完全自动驾驶）与 AI 技术的资深科技分析师、行业观察者，同时具备深厚的工程背景，其研究与分享长期围绕特斯拉自动驾驶技术迭代、Optimus 机器人研发及 “物理 AI” 领域的创新展开，是解读特斯拉前沿技术逻辑的关键人物之一。
FSD 纯视觉方案的核心逻辑是 “复刻人类视觉驾驶逻辑，但是只复刻逻辑，不复制人眼机制”：人类仅通过眼睛（视觉）即可安全驾驶，FSD 通过优化摄像头硬件、保留原始数据、让神经网络自主学习场景特征，替代 LiDAR 的深度感知功能，同时降低硬件复杂度与成本。
其核心目标是“结果导向的感知”—— 不追求生成人类可见的图像，而是让 AI 直接从传感器原始数据中提取驾驶所需的关键信息（如物体距离、路况、交通信号）。
激光雷达（Light Detection and Ranging），通过发射激光脉冲测量物体距离、生成 3D 点云的传感器，传统自动驾驶常用，具备精准深度感知能力，但成本高、硬件集成复杂。
深度感知是对场景中物体的距离、尺寸、空间位置等 3D 信息的识别能力，是自动驾驶安全行驶的核心基础。
结果导向的感知是指，感知过程不以生成人类可理解的图像为目标，而是直接提取驾驶决策所需的关键数据（如“前方 50 米有行人”“左侧车道有车辆逼近”），服务于最终驾驶行为。
1. 摄像头配置
量产车搭载 8 颗摄像头，实现 360° 无死角覆盖，捕捉车辆周围全场景数据，为神经网络提供完整的环境输入。
摄像头核心作用：采集原始光信号（光子photon数据），而非生成人类可观看的图像，数据直接用于模型训练与实时推理。
8 颗摄像头分别部署在车辆前视、后视、侧视等关键位置，组合后可覆盖车辆周围所有方向，消除视野盲区，确保无环境信息遗漏。
光子数据是光线的基本粒子信号，摄像头传感器将光子转化为电信号，是最原始、未经过任何加工的图像数据来源，包含最完整的环境细节。
2. 滤镜方案革新：RCCC 替代传统 RGGB
传统相机滤镜（RGGB）：采用 “红 - 绿 - 绿 - 蓝” 配置，因人类眼睛对绿色更敏感，双绿色通道用于提升图像锐度和亮度细节，但会丢弃驾驶相关的关键光谱信息。
FSD 的 RCCC 滤镜：采用 “红 - 透明（clear） - 透明 - 透明” 配置，针对性优化驾驶场景：
图| RCCC与RGGB对比©【深蓝AI】编译
红色通道：专门捕捉道路关键信号（如刹车灯、停车标志、交通信号灯），强化驾驶相关特征识别；
透明通道：无颜色过滤，记录全可见光谱的原始光子计数，最大化光信号灵敏度，保留更多环境细节（如路面阴影、微弱光线条件下的物体轮廓）。
滤镜：摄像头传感器表面的彩色滤光片阵列，用于分离不同波长的光线（红、绿、蓝等），让传感器捕捉色彩信息，不同配置适配不同使用场景。
RGGB 滤镜：传统相机常用的滤光片配置，“红 - 绿 - 绿 - 蓝” 排列，因人类视觉对绿色敏感度最高，双绿色通道可提升图像亮度和锐度，但对驾驶关键的红色信号无针对性优化。
RCCC 滤镜：FSD 专属滤光片配置，“红 - 透明 - 透明 - 透明” 排列，红色通道聚焦驾驶关键信号，透明通道无过滤，最大化接收全光谱光子。
光谱信息：不同颜色的光线对应不同波长，驾驶场景中红色（刹车灯、停车标志）、黄色（转向灯、警示灯）是核心信号，光谱信息的完整保留直接影响信号识别准确率。
光信号灵敏度：传感器捕捉微弱光线的能力，透明通道无滤光阻碍，能接收更多光子，提升夜间、雨天等弱光环境下的数据采集效果。
RGGB 中“G（绿色）写两次”，核心原因是人类视觉对绿色光最敏感，双绿色通道能提升图像的亮度细节与锐度，适配人类观看需求——这是传统相机滤镜设计的核心逻辑，也是 RGGB 成为行业主流配置的关键。
人眼视网膜上的视锥细胞（负责彩色视觉）中，感知绿色的视锥细胞数量最多（约占60%），远多于感知红色（30%）和蓝色（10%）的细胞。
这意味着人类对绿色光的亮度变化、细节差异最敏感，绿色通道的信息质量直接决定了图像在人眼看来的“清晰程度”和“舒适感”。
RGGB 双 G 通道的具体作用如下：
提升亮度与锐度：绿色光的波长（约550nm）处于可见光光谱的中心，能更好地反映场景的亮度分布。双 G 通道相当于“加倍采集”亮度相关信息，让图像的明暗过渡更细腻、边缘轮廓更清晰，避免出现模糊感。
平衡色彩与数据量：如果仅用单 G 通道，会导致亮度细节不足；若增加 R 或 B 通道数量，又会因人类对其敏感度低而“浪费数据”（还会增加后续处理压力）。RGGB（1R+2G+1B）的比例，是在“色彩还原”与“亮度细节”之间的最优平衡——既保证了彩色图像的真实性，又最大化利用了人眼的感知特性。
3. 适配后续图像处理：
传统相机的 ISP（图像信号处理器）在“去马赛克”（还原彩色图像）时，双 G 通道能提供更丰富的插值参考，减少色彩失真和噪点，让最终生成的 JPEG 图像更符合人类视觉审美。
那么对比 FSD 的 RCCC，为何不需要双 G？
RGGB 的双 G 是为“人类观看”优化的，但 FSD 的 RCCC 滤镜核心目标是“AI 驾驶决策”——AI 不需要符合人类审美的图像，只需要精准捕捉驾驶关键信息（如红色刹车灯、道路阴影、物体轮廓）。
透明通道是 FSD 的 RCCC 滤镜中 “无颜色过滤的通道”，核心作用是不筛选任何波长的可见光，完整记录场景的原始光子数据，为神经网络提取驾驶关键信息（如物体轮廓、路面阴影、弱光信号）提供最全面的原始输入。透明通道无滤光、全光谱接收，没有红色、绿色、蓝色等彩色滤镜，能接收可见光范围内所有波长的光子（从红光到蓝光），不像传统 RGGB 滤镜的绿色通道只针对性捕捉绿色光。
因此 RCCC 用“1个红色通道（强化交通信号）+3个透明通道（保留全光谱光子数据）”替代双 G，放弃了人类视觉优化，转而让神经网络自主提取驾驶所需的亮度、距离等特征。
1. 传统相机数据处理流程（被 FSD 舍弃）
传统数字相机的处理链路：CMOS 传感器采集原始数据 → 图像信号处理器（ISP）执行一系列处理（去马赛克、白平衡、色彩校正、降噪、动态范围压缩）→ 生成 JPEG 等人类可观看的图像。
图| 典型的图像处理pipeline©【深蓝AI】编译
该流程的问题：丢弃大量原始光子数据，压缩动态范围，且优化方向是“符合人类视觉审美”，而非 “适配驾驶决策”。
其中的关键概念如下：
CMOS 传感器：互补金属氧化物半导体传感器，相机的核心感光部件，负责将光子（光信号）转化为电信号（数字数据），是图像数据的源头。
ISP（Image Signal Processor）：图像信号处理器，专门处理传感器采集的原始数据，通过一系列算法优化图像质量，使其符合人类观看习惯的硬件模块。
去马赛克（Demosaicing）：将传感器捕捉的单像素颜色数据（如 RGGB 阵列中每个像素仅记录一种颜色），通过插值算法还原为完整彩色图像的过程。
白平衡：调整图像颜色，抵消不同光源（如阳光、灯光、阴天）导致的色偏，让白色物体在图像中呈现真实白色的处理步骤。
色彩校正：修正图像的色彩还原度，使其更接近人眼所见的真实色彩，提升视觉舒适度的处理步骤。
降噪：过滤图像中的电子噪声（如弱光下的颗粒感），让图像更清晰，但可能会模糊部分细节的处理步骤。
动态范围压缩：缩小图像中亮部与暗部的亮度差异，避免亮部过曝（细节丢失）、暗部过暗（无法分辨），符合人类视觉对亮度感知范围的处理步骤。
JPEG：常见的图像压缩格式，通过丢弃部分原始数据减小文件大小，适合人类观看和传输，但会损失 AI 训练所需的细节信息。
动态范围：图像中最亮部分与最暗部分的亮度比值，动态范围越高，能呈现的明暗细节越丰富。
2. FSD 的极简数据处理流程
核心操作：完全跳过 ISP 处理，将 CMOS 传感器采集的 12 位原始 Bayer 马赛克数据（RCCC 格式）直接输入 FSD 的训练与推理系统。
这样一来保留原始光子级数据保真度，不丢失动态范围和细节（如强光下的阴影区域、弱光下的交通信号）；
二来让神经网络成为“自主过滤器”。AI 根据驾驶结果（如是否安全避障、是否识别信号）自主判断数据中哪些信息重要，而非依赖 ISP 的人类导向处理逻辑。
其中关键概念解释如下：
12 位原始数据：传感器每个像素的电信号用 12 位二进制数表示，可呈现 4096（2¹²）个亮度等级，比常见的 8 位数据（256 个等级）保留更多亮度细节，能精准捕捉明暗差异。
Bayer 马赛克数据：传感器上滤镜阵列（如 RGGB、RCCC）采集的原始数据格式，每个像素仅记录一种颜色或全光谱信息，未经过去马赛克、色彩校正等任何处理，是最原始的图像数据形态。
数据保真度：原始数据未被修改、压缩或丢弃，完整保留了场景的原始信息，为 AI 模型提供最真实、最全面的输入，确保学习到的规律准确可靠。
自主过滤器：神经网络不依赖预设的图像处理规则，而是通过驾驶结果的反馈（如“识别到停车标志后停车则安全”），自主学习哪些数据特征（如特定波长的红色信号）对驾驶决策重要，动态调整感知重点。
Bayer 指拜耳滤镜阵列（Bayer Filter Array），是数字相机传感器上的彩色滤光片排列方式，也是 FSD 原始图像数据的核心格式基础 —— 不管是传统 RGGB 还是 FSD 革新的 RCCC 滤镜，本质都是基于 Bayer 阵列的变体设计。
Bayer 是一种将红（R）、绿（G）、蓝（B）或其他颜色滤光片，按固定规律覆盖在 CMOS 传感器像素上的阵列结构。其核心作用是让传感器的每个像素只捕捉一种颜色的光信号，再通过后续处理（如去马赛克）还原出完整彩色图像，是数字相机获取彩色数据的行业标准方案。关键细节
由柯达公司的工程师 Bryce Bayer 于 1976 年发明，因此以他的名字命名，至今仍是消费级相机、手机摄像头的主流滤镜排列方式。
经典排列规律（RGGB）是传统 Bayer 阵列的核心比例是「1 红 + 2 绿 + 1 蓝」，即每个 2×2 的像素块中包含 1 个 R 像素、2 个 G 像素、1 个 B 像素，重复排列覆盖整个传感器。前面有图已经表示了。
1. LiDAR仅用于研发阶段的 “地面真值标注”
FSD 量产车无 LiDAR，但在研发与训练阶段，LiDAR 作为 “3D 深度参考工具”，帮助神经网络学习从 2D 图像中推断 3D 信息：
LiDAR 用于生成高密度点云数据，提供场景中所有物体的精确 3D 结构（如物体距离、尺寸、空间位置），作为 “地面真值”。
然后将 LiDAR 的 3D 数据与摄像头采集的 2D 图像序列配对，让神经网络学习 “2D 像素变化与 3D 空间的对应关系”—— 例如通过分析连续帧中物体的像素移动（运动视差），结合 LiDAR 标注的真实距离，学会自主估算物体距离和尺寸。
里面的关键概念如下：
地面真值（Ground Truth）：在 AI 训练中，用于衡量模型输出准确性的真实数据，ground是基准的意思，不是路面地面（如 LiDAR 测量的精确距离、人类标注的物体类别），是模型参数调整的核心依据。
点云数据：LiDAR 发射的激光脉冲反射后形成的大量三维坐标点集合，每个点包含距离、空间位置等信息，可精准还原场景的 3D 结构，是深度信息的 “黄金标准”。
2D 图像序列：摄像头连续拍摄的多张 2D 静态图像（如每秒 30 帧），记录场景随时间的动态变化，包含物体的运动轨迹、位置偏移等信息。
运动视差：当观察者（车辆）移动时，近处物体在图像中的位置变化速度比远处物体更快，通过这种差异可反向推断物体的距离远近，是人类和 AI 从 2D 图像中感知 3D 空间的关键原理。
2. 神经网络的 3D 感知能力培养
核心方法是通过“多帧图像序列分析 + 运动视差推理”，从 2D 数据中提取 3D 信息。
比如，当车辆接近一组不同距离的箱子时，神经网络通过分析连续帧中箱子的像素大小变化、位置偏移，结合车辆自身运动数据（IMU/GPS），推断箱子的实际距离和尺寸；若摄像头估算的距离（如 19-21 米）与 LiDAR 的精确值（如 20.05 米）存在偏差，训练过程会调整模型参数，最小化误差。
训练完成后，神经网络仅通过摄像头输入，即可准确估算物体的 3D 位置、距离和运动状态，实现与 LiDAR 相当的环境感知能力。
里面涉及的关键概念注释如下：
IMU（Inertial Measurement Unit）：惯性测量单元，用于测量车辆的加速度、角速度、姿态（俯仰、横滚、偏航）等运动数据，辅助推断车辆与周围物体的相对运动关系。
GPS：全球定位系统，通过卫星信号获取车辆的地理位置、行驶速度、航向等信息，为 3D 环境感知提供空间参考框架。
模型参数调整：通过反向传播算法，根据模型预测值（如摄像头估算的物体距离）与地面真值（如 LiDAR 测量的精确距离）的误差，调整神经网络的权重和偏置，逐步提升模型的 3D 感知准确性。
3D 环境理解：AI 对周围环境的三维空间认知能力，包括物体的距离、尺寸、空间位置、运动方向和速度等关键信息，是自动驾驶车辆规划行驶路径、规避障碍物的核心基础。
有些概念很常见，本文为了完整性还是列出来了。
数据保真度高，跳过 ISP 避免数据丢失，原始光子数据让 AI 捕捉更多驾驶关键细节；
场景适配性强，RCCC 滤镜针对性优化驾驶场景，红色通道强化交通信号识别，透明通道提升弱光 / 复杂光线适应性；
成本与复杂度低，无需量产 LiDAR，仅通过摄像头 + AI 实现 3D 感知，降低车辆硬件成本，且便于大规模部署（所有特斯拉车型均可适配）；
AI 能自主进化，感知逻辑由神经网络通过数据学习生成（always retraining），而非硬编码，能持续通过新数据优化（如识别罕见的停车标志变体）。
硬编码是指程序员手动编写的固定逻辑指令（如“若检测到红色圆形图案且直径大于 50 像素，则判定为停车标志”），仅能应对预设场景，无法适应未提前编程的复杂情况。
AI 自主进化是指模型无需人工修改代码，通过持续吸收新采集的驾驶数据（如罕见场景、新交通标志）进行再训练，不断优化感知精度和场景适配能力，实现自我迭代升级。
纯视觉方案仅依赖摄像头硬件，无需额外加装 LiDAR 等昂贵传感器，可快速适配所有特斯拉量产车型，加速自动驾驶技术的普及。
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