優(yōu)化自動駕駛系統(tǒng)安全性

編譯李忠東

優(yōu)化自動駕駛系統(tǒng)安全性

編譯李忠東

2016年5月7日，美國特斯拉汽車公司（Tesla）生產(chǎn)的一輛Model S電動轎車在自動駕駛模式下發(fā)生撞車事故，導(dǎo)致司機身亡。在隨后的幾個月里，特斯拉自動駕駛汽車多次出現(xiàn)事故，但是尚未出現(xiàn)第二次死亡事故。在特斯拉自動駕駛汽車發(fā)生車禍后，美國高速公路交通安全委員會(NHTSA)對它的半自動駕駛系統(tǒng)（Autopilot）展開了調(diào)查，初步評估肇事車型特斯拉Model S所裝配的自動駕駛系統(tǒng)。隨著調(diào)查進一步深入，關(guān)于自動駕駛技術(shù)安全性的爭論勢必愈發(fā)激烈。

當(dāng)時特斯拉Model S電動汽車車主喬舒亞·D·布朗正使用自動駕駛系統(tǒng)行駛在一條州際公路上。在一個沒有安裝紅綠燈的十字路口，一輛大型牽掛型卡車突然左轉(zhuǎn)，橫在布朗的特斯拉車前。警方報告顯示，布朗的特斯拉沒來得及剎車，低矮的車身直接鉆到卡車掛車底部，擋風(fēng)玻璃與卡車相撞，車頂完全被掀起。與卡車相撞后，這輛特斯拉Model S電動汽車持續(xù)行駛，離開路面撞上一道柵欄，穿過一片田地，最后撞上一根電線桿，停在距離公路30米外的地方。車主布朗當(dāng)場斃命，62歲的卡車司機弗蘭克·巴爾塞沒有受傷。

特斯拉公司發(fā)表的聲明稱，在明亮的天色映襯下，這輛Model S汽車的自動駕駛系統(tǒng)顯然沒有識別出突然橫在面前的白色牽掛卡車，結(jié)果沒有制動，導(dǎo)致事故發(fā)生?！安粦?yīng)該因為一起車禍否定自動駕駛技術(shù)。這是自動駕駛系統(tǒng)行駛2.09億公里里程以來發(fā)生的第一起致命事故。在美國，每1.51億公里就會有一起致人于死地的嚴(yán)重車禍。在全世界，每9656萬公里就會發(fā)生一起車毀人亡事故?！碧厮估緩娬{(diào)說，“自動駕駛系統(tǒng)只是‘輔助功能’，特斯拉汽車的默認(rèn)設(shè)置是解除自動駕駛。駕駛員手動啟用該功能時，會有語音和信息提示要隨時手握方向盤，必須‘控制你的車輛并對其負(fù)責(zé)’。這個系統(tǒng)是一項新技術(shù)，仍然處于市場測試的第二階段。”

2016年9月12日，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克宣布，為了避免發(fā)生類似之前的致命事故，將對特斯拉Autopilot進行升級，以更高效的方式去使用雷達，在系統(tǒng)安全性等方面帶來重要的優(yōu)化，并加入新的限制。升級后的Autopilot version 8.0將主要通過雷達來識別圖像，更好地感知周邊的情況，確定何時應(yīng)該剎車。新軟件是一個巨大的改進，如果能使用到位，或?qū)⒛軌蚍乐诡愃?月發(fā)生的悲劇。NHTSA發(fā)言人表示，特斯拉向該部門通報了Autopilot的升級，而NHTSA已對此進行了評估。

“我認(rèn)為，升級將讓Model S和Model X成為當(dāng)前公路上最安全的汽車，將不會有什么汽車能夠比升級后的Model S和Model X更安全?！瘪R斯克強調(diào)道，“升級后的Autopilot 8.0很可能能夠預(yù)防類似布朗遭遇的車禍，當(dāng)然并不意味著達到完美的安全性。完美的安全是不可能達到的目標(biāo)，關(guān)鍵在于提高安全的概率。不可能保證永遠(yuǎn)的零事故。”

在未來向特斯拉車主推送的8.0版本軟件中，最顯著的就是Autopilot自動輔助駕駛升級。通過使用車輛搭載的雷達，新版本的系統(tǒng)采用更先進的信號處理，生成一幅世界的影像。該雷達是Autopilot自動輔助駕駛配套硬件的組成部分，2014年10月之后出廠的全部特斯拉車型都搭載了它。一直以來，主攝像頭和圖像處理系統(tǒng)是主要的傳感器，雷達只是作為輔助。

在升級的系統(tǒng)中，雷達被用作主要的控制傳感器，而且不需要攝像頭確認(rèn)視覺形象識別。在雷達探測成像時，光子在波長運行中可以輕易地穿越霧、粉塵、雨、雪，更清楚地探測到周邊環(huán)境中的障礙物，有助于避免同類事故。但特斯拉官方表示，雷達系統(tǒng)也有不足之處。例如，在探測行人方面的表現(xiàn)就不如攝像頭，在探測木質(zhì)和塑料物品時幾乎都像玻璃一樣透明。對金屬物體極為敏感，帶有皿狀的金屬表面不僅僅會反光，更會將反射信號放大數(shù)倍。尤其在遇到金屬凹面時，容易造成系統(tǒng)的困惑。比如說，車輛行駛路上出現(xiàn)一個易拉罐的底部，車輛雷達就會以為這是一個巨大而且危險的物體。

1、特斯拉Model S電動轎車

2、“解脫雙手”的自動駕駛

3、采用更先進的信號處理

為了避免此類“假警報”，解決誤識別障礙物從而導(dǎo)致頻繁剎車制動問題，更新的特斯拉系統(tǒng)就需要集合更多關(guān)于此類物體的信息。一是構(gòu)建一個行動的3D點云，空中升級8.0系統(tǒng)對現(xiàn)有雷達功能的解鎖，使得每一個雷達可以探測到比之前多六倍的周邊物體，并且有能力在每一個物體上獲得更多細(xì)節(jié)信息。二是以動態(tài)模式對物體進行分析，而不只是根據(jù)一張簡單的2D快照圖像。用1/10的速度整合雷達的影像幀，匯編成現(xiàn)實場景的3D“影像”。通過單一影像幀，一般很難知道物體究竟是移動的、靜止的或者只是反光造成的虛像。需要通過比較包含車輛速度和預(yù)期軌跡信息在內(nèi)的連續(xù)影像幀才能夠精確辨別，分辨前方物體是否是真實的，同時評定碰撞的概率。三是當(dāng)雷達確定99.99%發(fā)生碰撞的可能性時，剎車強度將會逐步提升至全力制動?；蛟S這不能徹底地避免碰撞的發(fā)生，但明顯的減速，會使車上乘客受到嚴(yán)重傷害的機率大大降低。

另一個重要的改進體現(xiàn)在司機違規(guī)時，及時采取措施。如果車速超過每小時72公里，司機有1分鐘的時間沒有手扶方向盤，那么系統(tǒng)將發(fā)出警報，儀表盤將會閃光。倘若司機1小時內(nèi)忽略了3次聲音警報，那么自動轉(zhuǎn)向軟件將自動停止使用，直到停車。相對于新用戶，Autopilot的老用戶更有可能忽略這些警報。

在其他一些方面，新版本的自動輔助駕駛也進行了優(yōu)化。例如，TACC最大制動率提升，并且延遲時間縮短1/5。車輛通過識別兩輛車的雷達回波，提升車輛緊急剎車或其它引起大力剎車事件的反應(yīng)速度。搭載空中升級8.0版本，或使用8.1版本導(dǎo)航系統(tǒng)，幫助車輛識別高速公路出口。當(dāng)超越一輛接近分道線邊緣的速度較慢車輛時，特斯拉車輛可自動調(diào)整在車道內(nèi)的位置，盡量保持安全的側(cè)向車距。車輛提示警報更加明顯，包括在儀表板上通過閃爍白色邊框提示駕駛員。通過識別前車轉(zhuǎn)向燈，提高對插隊車輛的偵測。減小右側(cè)超車的可能性，提高自動并線功能的可用性。在緊急情況下，自動剎車功能將更有效地介入。即使車輛未開啟輔助轉(zhuǎn)向功能，當(dāng)車輛檢測到即將偏離行駛道路，司機仍然沒有轉(zhuǎn)動方向盤時，車輛會發(fā)出警報。隨著數(shù)據(jù)的完善，在即將發(fā)生交通事故時，車輛會主動開啟輔助轉(zhuǎn)向功能，嘗試避免一定會發(fā)生的碰撞。得益于車隊學(xué)習(xí)功能，車輛的彎道車速調(diào)節(jié)可隨之適應(yīng)?！?/p>

（編譯自【英】《衛(wèi)報》，w w w.t h e g u a r d i a n.c o m）

責(zé)任編輯 / 周 洋

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