從2012年推出第一款搭載單鏡頭的駕駛輔助系統以來，特斯拉(Tesla)持續在自駕技術上大步邁進。特別是2023年以來，全新AI4（HW4.0）硬體的問世，不只代表解析度、運算能力與感知精準度的飛躍，更體現出特斯拉從資料訓練、影像處理到成本優化的全面升級。透過數據化分析方式，回顧特斯拉前視鏡頭堆疊技術的十年進化歷程。
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特斯拉前視鏡頭技術十年進化全解析
2012：單鏡頭時代的起點
特斯拉最早的駕駛輔助系統搭載了一顆 0.3 百萬畫素（640×480）的攝影鏡頭，視野角度為 45 度，畫面更新率為每秒30張（fps）。與其搭配的處理器僅有 1 GFLOP（十億次浮點運算）的運算能力，最遠可偵測約 50 公尺，車道辨識準確率為 80%。受限於當時只有單一視角與 30 dB 的訊噪比，雖然作為影像識別的起點，但在實際路況的應用上仍有相當限制。
2016：進入硬體二代（HW2），三鏡頭系統問世
第二代硬體 HW2 將鏡頭升級為三鏡頭配置，包含：
- 主鏡頭：1.2 百萬畫素、50 度視角
- 廣角鏡頭：1.0 百萬畫素、150 度視角
- 望遠鏡頭：1.2 百萬畫素、20 度視角
每秒可輸出 36 張影像，搭配 12 GFLOP 處理器後，偵測距離提升至 250 公尺，車道準確率提高至 90%，訊噪比提升至 40 dB。雖然系統延遲仍有 50 毫秒(ms)，但整體盲點減少約 60%，自駕能力逐漸成熟。
2019：硬體三代（HW3）與 Tesla Vision 登場
HW3 延續三鏡頭配置，每顆皆為 1.2 百萬畫素，影像更新率提升至 45 fps，關鍵升級來自導入自研神經處理器（NPU），可提供高達 144 TOPS（兆次運算）的效能，讓 Tesla Vision 正式啟動。
此代實現了：
- 物體辨識準確率達 93%
- 在光線僅有 5 lux（近似黃昏）的環境下，仍能維持 200 公尺偵測距離
- 系統延遲下降至 20 ms
更重要的是，取消雷達元件，每輛車節省約 500 美元成本，代價是約 10~15% 的惡劣天候感知能力損失。
2023：硬體四代（HW4）正式優化自駕架構
硬體4.0(HW4)改採兩顆5.0百萬畫素鏡頭(60°和150°FOV/60fps)，搭配200 teraflop NPU。偵測範圍擴展至300公尺(約984英尺)，準確率達96%，延遲時間僅15毫秒。這套系統不僅讓每輛車再節省200美元(約6,000新台幣)成本，像素處理能力更是HW3的2.8倍。
HW4 系統大幅簡化鏡頭數量，轉為兩顆高解析度鏡頭配置：
- 5.0 百萬畫素鏡頭（分別提供 60° 與 150° 視角）
- 更新率提升至 60 fps
- 運算單元升級為 200 TOPS 的 NPU
整體帶來：
- 300 公尺的有效偵測距離
- 96% 的辨識準確率
- 僅 15 毫秒的延遲
相較於 HW3，像素處理能力提高約 2.8 倍，每台車更可降低 200 美元的生產成本。
2025：AI4（HW4）最終整合版本
最新的 AI4（HW4）系統配備兩顆8.0百萬畫素鏡頭(60fps/90dB動態範圍)和250 teraflop NPU，每幀可處理1,600萬像素。經過100億公里(約62億英里)的數據訓練後，偵測範圍達350公尺(約1,148英尺)，準確率提升至98%，延遲時間僅10毫秒。不過在極端天氣下的表現仍落後5-10%。
數據總覽：
- 畫素提升26.7倍(0.3→8.0MP)
- 運算能力成長25萬倍(1 gigaflop→250 teraflops)
- 偵測範圍擴展7倍(50→350公尺)
- 準確率從80%提升至98%
- 延遲時間從50毫秒縮短至10毫秒
- 鏡頭數量從3顆減至2顆，AI效率卻提升20%
數據總結 AI4（HW4）的關鍵指標成長
| 指標 | 2012 年 | 2025 年（AI4） | 成長倍率 |
|---|---|---|---|
| 解析度 | 0.3 MP | 8.0 MP | 約 26.7 倍 |
| 運算能力 | 1 GFLOP | 250 TOPS | 約 250,000 倍 |
| 偵測距離 | 50 公尺 | 350 公尺 | 約 7 倍 |
| 辨識準確率 | 80% | 98% | +18% 提升 |
| 系統延遲 | 50 毫秒 | 10 毫秒 | 減少 80% |
| 攝影鏡頭數量 | 3 顆 | 2 顆 | 簡化系統，減少成本 |
| AI 效率提升 | – | +20% |
下一代系統可能瞄準500公尺(約1,640英尺)偵測範圍和5毫秒延遲，採用超過10百萬畫素感測器和500 teraflop NPU。若整合事件式相機(event-based cameras)，動態偵測速度還可再提升50%，但需克服目前500瓦的功耗限制和惡劣天氣的挑戰。
- 偵測距離突破至 500 公尺
- 系統延遲縮短至 5 毫秒
- 鏡頭畫素超過 10 MP
- NPU 運算能力提升至 500 TOPS
從 0.3 MP 單鏡頭到今日 8.0 MP 雙鏡頭，從 1 GFLOP 到 250 TOPS，特斯拉用十年時間，透過影像與AI技術堆疊，展現出令人驚豔的自駕演進曲線。AI4（HW4）不只是自駕能力的提升，更是成本、效率與資料化決策的完美整合。未來的特斯拉，還會帶來多少升級與變化，讓我們持續關注。
