抱歉，自動(dòng)駕駛不是萬(wàn)能的

李爾欣

Q

編輯老師們好！不知你們是否知道之前“Uber自動(dòng)駕駛車(chē)撞人致死事件”？對(duì)于這起悲劇以及其他一系列由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)引發(fā)的事故，有一點(diǎn)小弟實(shí)在想不通：為何有如此“聰明”的系統(tǒng)，車(chē)輛還是會(huì)發(fā)生交通意外？

A

自動(dòng)駕駛汽車(chē)公司W(wǎng)aymo源自谷歌，也在實(shí)地測(cè)試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。

怎么可能不知道！那可是刷屏級(jí)熱門(mén)事件，將來(lái)甚至有望被載入自動(dòng)駕駛汽車(chē)發(fā)展的“史冊(cè)”。但鑒于對(duì)事件本身的解析早已鋪天蓋地，此處便不再贅述。唯一要補(bǔ)充的是，在當(dāng)時(shí)的交通環(huán)境下，即便是奧迪、奔馳等汽車(chē)廠商尚在打磨中的L5級(jí)自動(dòng)駕駛車(chē)，又或者是Waymo、Mobileye等無(wú)人車(chē)技術(shù)供應(yīng)商研發(fā)的自動(dòng)駕駛車(chē)，要是隨車(chē)安全員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，很可能也會(huì)發(fā)生惡性交通事故。嚴(yán)格來(lái)講，這些車(chē)輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，在眼下都還無(wú)法從容應(yīng)對(duì)真實(shí)交通環(huán)境。

除了識(shí)別，還要懂預(yù)判

眾所周知，L3級(jí)別以上的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)一般都會(huì)通過(guò)傳感器、處理器和高精度地圖三大系統(tǒng)共同合作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的控制，要想避免交通意外，傳感器與處理器的性能尤為重要。但不幸的是，目前最常用的三大傳感系統(tǒng)——攝像頭、微波雷達(dá)、激光雷達(dá)都還存在著短板。其中，攝像頭會(huì)由于鏡頭被污染或圖像傳感器品質(zhì)欠佳，而使整個(gè)圖像傳感系統(tǒng)失效，進(jìn)而導(dǎo)致自動(dòng)駕駛系統(tǒng)“瞎眼”;微波雷達(dá)則可能因?yàn)轭l譜帶寬偏窄而令自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在光照條件較差時(shí)，得不到足夠好的空間分辨率以及目標(biāo)識(shí)別能力;至于車(chē)載激光雷達(dá)，因制造成本所限，用不起性能優(yōu)異但昂貴的工業(yè)或軍用裝備，以至于有效識(shí)別距離通常不超過(guò)200米，遇到雨雪、霧霾等惡劣天氣，識(shí)別率還會(huì)大幅下降。而對(duì)于現(xiàn)行自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的中央處理器，則亟待完善相應(yīng)的算法。簡(jiǎn)單來(lái)講，首先人類要盡快教會(huì)電腦從龐大的傳感器數(shù)據(jù)流里頭，識(shí)別出更多現(xiàn)實(shí)世界中的物體。就拿這次的Uber事件來(lái)說(shuō)，受害者是一名推著自行車(chē)的行人，但直到2013年，量產(chǎn)車(chē)才首度擁有支持自行車(chē)檢測(cè)的AEB自動(dòng)緊急剎車(chē)系統(tǒng)。就連自動(dòng)駕駛技術(shù)的先行者谷歌，也遲至2016年才搞定自行車(chē)識(shí)別技術(shù)，并于2017年帶來(lái)針對(duì)自行車(chē)的傳感器技術(shù)。顯然，若是碰到智障處理器，傳感器再智能也無(wú)用，這套自動(dòng)駕駛系統(tǒng)已是不可救藥的次品。

用沃爾沃XC90改裝的Uber自動(dòng)駕駛測(cè)試車(chē)。Uber自動(dòng)駕駛測(cè)試車(chē)擁有7個(gè)攝像頭、1個(gè)激光傳感器，并已實(shí)現(xiàn)360°雷達(dá)覆蓋。

其次，光會(huì)識(shí)別還不夠，還得預(yù)測(cè)到障礙物的下一步行動(dòng)，正如人類要有良好的預(yù)判能力，才能有效避免交通意外的發(fā)生一樣，真正合格的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)也必需能做到這點(diǎn)，不然在安全員的“陪護(hù)”下行駛再多的“零事故”里程亦枉然，獨(dú)立上路后照樣會(huì)在真實(shí)環(huán)境中發(fā)生交通意外，甚至可能出現(xiàn)比Uber事件更嚴(yán)重的慘案。然而，各大智能自動(dòng)駕駛系統(tǒng)至今仍未攻克這一關(guān)，還在大量地進(jìn)行實(shí)地模擬和仿真測(cè)試，以便積累更多處理實(shí)際場(chǎng)景的數(shù)據(jù)。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)既沒(méi)有無(wú)懈可擊的硬件，也不具備足夠智能的軟件以獨(dú)立應(yīng)對(duì)復(fù)雜的真實(shí)交通環(huán)境。在嚴(yán)格控制的條件下得到的漂亮數(shù)據(jù)其實(shí)都是皇帝的外衣，只不過(guò)，這回Uber恰好是那位誠(chéng)實(shí)的小孩而已。即使將來(lái)智能系統(tǒng)真正學(xué)會(huì)如何開(kāi)車(chē)上路，也依然無(wú)法完全杜絕意外的發(fā)生。因?yàn)?，只要交通環(huán)境是開(kāi)放的，就始終存在著智能系統(tǒng)難以感知或者識(shí)別困難的偶然因素。除非將交通網(wǎng)絡(luò)封閉起來(lái)，或者讓車(chē)輛的“觸角”覆蓋整個(gè)空間，不然，意外必將發(fā)生。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)面對(duì)交通意外時(shí)的無(wú)能為力固然令人失望，但從畜力車(chē)到汽車(chē)，“懶惰”的人類其實(shí)一直在尋求更加高效、省力的移動(dòng)方式。因此，一般人早晚會(huì)厭棄要手腳并用且需注意力高度集中的駕駛操作，而把它交由智能系統(tǒng)來(lái)代勞。如無(wú)意外，自動(dòng)駕駛汽車(chē)必將成為未來(lái)的主要交通工具。

自動(dòng)駕駛必備傳感系統(tǒng)：Vson System攝像頭、Radar System微波雷達(dá)、LiDAR System激光雷達(dá)。

最新一代奧迪A8是首款實(shí)現(xiàn)L3級(jí)自動(dòng)駕駛的量產(chǎn)車(chē)（海外車(chē)型）。

其實(shí)，人工駕駛的傳統(tǒng)汽車(chē)在剛誕生時(shí)，同樣如洪水猛獸般傷人無(wú)數(shù)，但人類還是選擇更便捷的汽車(chē)，并努力“馴化”它，使其愈發(fā)安全可靠。所以，不必因?yàn)橛邢薜膫€(gè)案而徹底否定自動(dòng)駕駛系統(tǒng)帶來(lái)的便利。相反，應(yīng)當(dāng)讓更多通過(guò)模擬測(cè)試的產(chǎn)品進(jìn)入真實(shí)環(huán)境，以檢驗(yàn)測(cè)試成果，并繼續(xù)優(yōu)化，進(jìn)而降低發(fā)生交通事故的幾率。一直呆在“溫室”里，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)永遠(yuǎn)不會(huì)實(shí)用化。

不過(guò)，正如Uber測(cè)試車(chē)所展示的那樣，幼稚的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)會(huì)犯下致命的錯(cuò)誤。因此，當(dāng)更多測(cè)試車(chē)進(jìn)入真實(shí)的交通環(huán)境后，對(duì)于必將上漲的事故發(fā)生幾率要做好充分的思想準(zhǔn)備，并且相信廠商會(huì)吸取教訓(xùn)，再帶回更安全的產(chǎn)品。

這是成長(zhǎng)的代價(jià)，除非人類決定遠(yuǎn)離100%自動(dòng)駕駛汽車(chē)，但這就好像你教小孩時(shí)為了怕他摔倒而不讓他練習(xí)走路一般，不太可能！

自行車(chē)與行人的運(yùn)動(dòng)軌跡有很大的不可測(cè)性。2013年日內(nèi)瓦車(chē)展，才由沃爾沃發(fā)布首款可用于量產(chǎn)車(chē)并能“捕捉”自行車(chē)與行人運(yùn)動(dòng)軌跡的AEB自動(dòng)緊急剎車(chē)系統(tǒng)。

傳感器的當(dāng)前困境

1.視頻影像

其實(shí)，當(dāng)前主流自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所用的攝像頭從鏡頭、圖像傳感器到圖像處理器都已經(jīng)具備足以應(yīng)對(duì)常見(jiàn)應(yīng)用場(chǎng)景的性能，將來(lái)還可能用上集成鏡頭、圖像傳感器和圖像處理器，以及畫(huà)面像素至少1920×1080、成像動(dòng)態(tài)范圍在140dB以上的高清攝像頭。不過(guò)，再高清的攝像頭也無(wú)法消除物理遮擋、污漬等外界因素的影響。故而，一套完善的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)必須在攝像頭之外，再輔以雷達(dá)、紅外光等其他傳感器。

2.毫米波雷達(dá)

目前，根據(jù)無(wú)線電主管部門(mén)對(duì)車(chē)載雷達(dá)頻率的劃分，國(guó)內(nèi)的量產(chǎn)車(chē)只允許使用24GHz和77GHz兩個(gè)頻率，其中24GHz主要用于后側(cè)向的近程探測(cè)，而77GHz多用于前向遠(yuǎn)程探測(cè)。從實(shí)際使用的效果來(lái)看，這兩個(gè)頻率也算夠用，但頻譜專家認(rèn)為要滿足L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的需求，應(yīng)像歐盟那樣開(kāi)放79GHz頻段，這樣車(chē)載雷達(dá)就有7GHz的帶寬，遠(yuǎn)高于77GHz的1GHz帶寬，從而獲得更好的目標(biāo)識(shí)別能力以及空間分辨率。

3.激光雷達(dá)

實(shí)際上，如今激光雷達(dá)的問(wèn)題并不在于技術(shù)，而是成本。體積不大的軍用激光雷達(dá)辨識(shí)距離超過(guò)300米，并能在雨雪天氣下正常工作，可售價(jià)據(jù)說(shuō)要千萬(wàn)美元。而在民用領(lǐng)域，老牌激光雷達(dá)廠商Veodvne的VLP-16型360°可動(dòng)激光雷達(dá)，激光頭可射出16束光線，辨識(shí)距離達(dá)到100米，并可在1秒內(nèi)掃描30萬(wàn)個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，出廠價(jià)遠(yuǎn)比軍用產(chǎn)品便宜，但也在7000美元以上。更便宜的也有：德?tīng)柛Ｍ顿Y的Quanergy公司推出之S3型固態(tài)激光雷達(dá)傳感器，體積小到可嵌入車(chē)體，并能輸出3D圖像，單個(gè)成本只要100～200美元，可才8束光線，探測(cè)距離僅是10厘米到150米，而掃描頻率則為30Hz。然而，未來(lái)自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要的是：能在復(fù)雜氣象條件下使用，最大探測(cè)距離在200米左右，擁有32束以上光線，并可嵌入車(chē)體的量產(chǎn)商品。