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自动驾驶没有毒 只是成熟的路还很长

2016-07-15 10:19:47 车聚网

引言 | 当然它也有责任,客观上误导了消费者把半自动驾驶当自动驾驶。


祸,有时候就潜伏在得意的隔壁。


2016年5月7日,全球第一桩自动驾驶功能致死车祸突发。


遇难车主Joshua Brown曾于4月份在Youtube上发布了名为“Autopilot Save”的视频,展现特斯拉自动驾驶功能如何在千钧一发中避开碰撞事故。距离这份得意不到一个月,车祸突如其来。这回只剩下Autopilot,不再有Save了。




于是,一夜之间,无数质疑的矛头对准了特斯拉,以及Autopilot功能所代表的自动驾驶/无人驾驶。莫非,无人驾驶的“恐怖谷”时代,业已真正降临?


1析因:悲剧由来如是



根据美国交管局和特斯拉官方信息,Joshua Brown当时正在佛罗里达州威利斯顿使用Autopilot模式驾驶特斯拉Model S。当其高速行驶到一个十字路口时,一辆迎面而来的牵引重卡正在左转。系统和司机都未能注意到拖车白色箱体,径直撞上卡车侧面,并从下方钻了过去。


因Model S初速太高,车祸之后还穿过了两道栅栏,撞断了一根电线杆。即便是在碰撞测试中斩获高分的Model S,这次也未能挽救Joshua的生命。



▲ 本次车祸中罹难的车主Joshua Brown


Autopilot对卡车视而不见,用术语来说,叫作“漏检”。该系统的三组传感系统都没有捕捉到拖车白色箱体:


Mobileye EyeQ3视觉系统,摄像头为基础,位于挡风玻璃中央;


77GHz毫米波雷达,1个,位于前保险杠下方;


超声波传感器,共8个,分布在车辆四周。


这么多双眼睛,为什么依然会漏检?


首先来看Mobileye EyeQ3。特斯拉给出的解释是:“在明亮的天空下,Autopilot系统和司机都没有注意到拖车白色的侧方,因此没有制动。”半截解释最容易招来不信任,特斯拉的回答似乎并未让人满意。但实际上这个答案并非无理可循。摄像头的姿态求解以点为基础,需要足够的数据输入才能识别,而偏偏大面积白色物体很难从图像中提取特征点,这就是为何漏检率会大幅提升。


据业内人士称,这是第一代的摄像技术,只能黑白成像。而Mobileye第二代技术已经可以识别红绿色。出事的Model S显然是第一代技术。


然后是毫米波雷达。特斯拉的毫米波雷达数量少,安装位置低,面对高大的拖车无法侦测。而探测距离很短的超声波雷达在这样的场合下难以派上作用,常见车用超声波雷达是倒车系统,因此在这里不提也罢。


其实在这三组传感系统之外,还有第四道防线,即激光雷达探测技术。然而,它太贵了,目前这一代的Model S并没采用这一业内多数意见认为更能降低误判的技术。


当然,最后一道防线就是驾驶员本身。不过,卡车司机Frank Baressi表示,当时Joshua正在车内用DVD播放电影《哈利·波特》……


2溯源:还是发展趋势


被视为高科技典型和自动驾驶先锋的特斯拉,竟然卷入全球第一起自动驾驶致死车祸案,因此被推上舆论的风口浪尖并不意外。同时,针对自动驾驶的质疑也再度涌起,用《美国汽车新闻》一篇文章的标题来概括,就是“特斯拉撞车暴露了自动驾驶的局限”(Tesla crash spotlights limitations of self-drive)。



▲ 车祸路线示意


车聚君很庆幸,业界此次质疑声音较之以往还是趋于理性,大多从“局限性”和“进展”角度提出疑问,而并非强加给自动驾驶以“原罪”。可以说,自动驾驶依然还是汽车行业的发展趋势,这次惹祸的并不是真正的自动驾驶


其实点开特斯拉Model S大屏幕,就能找到“自动驾驶”功能的定义——辅助功能。特斯拉从7.0操作系统开始提供“自动驾驶”功能,以“辅助转向”为例,使用说明显示:“您仍需要时刻注意驾驶环境,以便根据需要及时接管车辆控制……辅助转向是一种需要动手操作的功能,您必须始终用双手握住方向盘。”


从本质上讲,特斯拉的Autopilot等于“辅助转向结合ACC巡航”,可以算“半自动驾驶”,距离理想中的全自动驾驶相差甚远。由于通常80%的路况都是直线行驶,故而Autopilot颇有用武之地。


尽管特斯拉在使用说明中强调再三,专业媒体测试时也反复解释“不要依仗自动驾驶便开车睡觉”,但这些都不是具备强制力的铁律,无从保证消费者都能100%严格遵守。即便有了这次血的教训,未来也难保再次出现在Autopilot功能下过于放松的车主。


也许特斯拉满心委屈,可是车主过于信赖自动驾驶的可靠性,特斯拉过于信赖车主的自觉性,这根链条就注定厂商难以脱清自己的责任。将Autopilot作为炫酷功能宣传时,特斯拉一定没有预料到过度信赖可能带来的后果。


3释疑:怎样万无一失


自动驾驶/无人驾驶技术自然还是要推进发展,那么Joshua Brown的悲剧该如何避免?车聚君在这里尝试对症下药,总结了几个要点:


1、侦测手段足够,多种传感器融合;


2、传感器布局合理;


3、传输和处理系统强大;


4、司机接管及时



▲ 谷歌无人车传感器远比特斯拉丰富


一位ADAS行业的大咖这样告诉车聚君:依靠单个传感器和单一系统并不靠谱,必须要多种传感器融合。常见传感器有:摄像头系统、毫米波雷达、激光雷达和超声波雷达这四种。超声波雷达探测距离仅2-5米左右,主要是用于保持车道不跑偏,以及倒车测距;真正能在类似本次车祸的场景里发挥作用的,是前三种传感系统。


首先,摄像头系统功能还可以更加强大,尤其是结合紧急制动功能。Autopilot供应商Mobileye表示,目前其系统还不能识别“穿越道路的侧转”运动(lateral turn across path,简称LTAP),要到2018年才能实现。虽然特斯拉在整合时对功能进行了改动,能够一定程度上应对横向运动轨迹,但仍然需要产生“地平线扰动”方可有效侦测。而偏偏拖车车厢非常高大,可能并未产能扰动,也命中了摄像头“大面积白色障碍物”死穴。


摄像头的优点在于成本适中;识别能力强,可以分辨出障碍物的距离和大小,分清楚行人和自行车;缺点则在于受到视野范围限制,识别距离也有限。


其次,特斯拉只有一个77GHz毫米波雷达,并且安装位置偏低,探测范围受限。而常见自动驾驶汽车需要至少5个毫米波雷达,包括正前一个77GHz毫米波雷达,左前右前、左后右后共部署4个24GHz毫米波雷达。


毫米波雷达优势在于技术成熟、短距离探测精度高、不受天气影响;缺点是远距离精度低、成本不算低。


第三,激光雷达可以投入应用。还记得谷歌无人车顶部的“花盆”么?那就是它最引以为豪的激光雷达LiDAR,能够收集超过100万个数据点的信息,提供关键位置及导航功能。不过这台来自Velodyne公司的64线激光雷达造价不菲,75,000美元(约合人民币50万元)几乎占据谷歌无人车造价的一半。百度无人车的激光雷达单价高达50-70万元人民币。法雷奥为起亚自动驾驶验证车提供的激光雷达单价也有20,000美元(人民币12万元)。毫无疑问,特斯拉没有采用激光雷达的原因就是因为一个字“钱”。


当前激光雷达采用机械安装,如果采用单晶硅或者半导体进行固态封装,可以大幅削减成本。百度预计五年后可能降为6,000到9,000元;加州大学伯克利分校正在开发廉价激光雷达,目标是将成本降低到几百美元,只有谷歌无人车激光雷达的百分之一。法雷奥则希望将单价最终降低到200美元(人民币1,200元)。


激光雷达优点包括高载波频率、探测精度高;缺点除了成本,因波长较短,大气对信号的吸收和散射较强,穿透能力弱,恶劣天气下衰减快。



▲ 奔驰无人车带有多重传感系统


不过,传感器的融合也需要考虑到信息传输和运算能力,当前的CAN总线在传输能力上已经捉襟见肘。虽然特斯拉采用一半CAN总线,一半以太网的结构,但仍嫌不够。未来自动驾驶汽车需要千兆以太网确保大量信息传达流畅,毕竟高速运行的汽车,关键的信息传输与解读都容不得半点延迟。


最后一点,还是要回到人与机械的合作上来。虽然计算机深度学习已经获得可观的进展,但毕竟在灵活变通方面不及人类。我们的头脑依然是安全驾驶的最后一道防线。由此,自动驾驶系统需要在司机提示、接管控制等方面确保没有闪失。


4辩证:稳妥仍有价值


在行业先锋特斯拉出事后,回头看看传统车企和供应商,车聚君不禁感慨:欲速则不达,稳妥赛骏马。


Autopilot的技术来源,可以粗略地概括为:雷达硬件来自于博世,摄像头处理与算法来自于Mobileye。当初博世并不同意将测试完善中的功能用于量产车,于是特斯拉自行整合了软硬件。在本次车祸后,相信博世对自己的谨慎态度一定更加坚定。


Mobileye需要再过两年才能达成LTAP功能,特斯拉的改进版也在这方面“语焉不详”,而沃尔沃的City Safety城市安全系统一大卖点就是侦测通过十字路口时左方来车,并通过声音、灯光发出警示并准备运行制动程序。



▲ 沃尔沃新车带有交叉路口防撞的City Safety功能


在自动驾驶功能开发的大军里,戴姆勒/梅赛德斯-奔驰并没有像谷歌或特斯拉那样抢眼,然而在传感器布置上,奔驰自动驾驶车却远比特斯拉更为复杂,长短距雷达系统、摄像头和环视摄像头密切配合。奔驰一度在长达100多公里的路程上,自动驾驶经过了18个环岛和140多处红绿灯。而迄今奔驰并没有将所谓的“自动驾驶”技术悉数用于量产车型,宣传上也只有第十代奔驰S级的一个小小的噱头,却还不忘在“自动驾驶”前加上“接近”二字。


一步一个脚印往往看起来不如大步跨越吸引眼球,不过只有稳当的脚步才容易走到最后。在智能互联和自动驾驶浪潮里,“后起之秀”往往比老将们更容易抢镜,但焉知厚积不是为了有朝一日薄发?


在应用上谨慎,在研发上激进。传统企业的“保守”策略,依然堪称是一种优势。


车聚小结:


如果把自动驾驶驾驶看成苹果,那么特斯拉Autopilot为我们奉上了一枚青苹果。虽然特斯拉标注了“未熟,仅供调味”,但仍防不住有人当作点心大快朵颐,结果满口酸爽。


显然,青苹果的滋味,并不能否定成熟果实的甘美,自动驾驶更不是白雪公主的“毒苹果”,无须对其百般忌惮。只是要达到成熟的那一步,自动驾驶还有许多路要走。


最后,车聚君突然想起某著名传统汽车制造企业说的一句话:它们会为其自动驾驶车辆造成的事故负责。有意思。

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