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分析特斯拉的几起事故,Autopilot究竟存在哪些技术局限性?

2018-04-03 网络整理 阅读:
分析特斯拉的几起事故,Autopilot究竟存在哪些技术局限性?
为什么声称“全系在产车辆都将能够完全自动驾驶”的特斯拉,却连几百米开外可见的障碍物都躲不开呢?我们可以就特斯拉比较知名的几起事故来分析一下。

特斯拉30日声明:“碰撞发生前的时段里,自动辅助驾驶功能处于使用状态,主动巡航控制中的跟车距离被设置为最小距离。”smKednc

声明说,汽车的系统发出数次影像提示和一次声音提示,要求驾车人双手握住方向盘。“但在事故发生前6秒内,系统没有检测到驾驶员将双手放在方向盘上。从距离高速公路混凝土隔离带150米处,驾车人可以清晰看到隔离带并有5秒左右的反应时间。但是,遗憾的是,行车日志显示,驾车人没有采取任何行动”。smKednc

特斯拉“夸大词汇”带来的惨祸

这已经是特斯拉第二起自动驾驶致死事件。2016年5月,一辆特斯拉Model S在美国佛罗里达州发生死亡事故。事发前,车主joshua Brown同样是打开了Autopilot功能并放弃了对车辆的控制,最终由于没有观察到前方出现的卡车而出现事故身亡。smKednc

该事故,是全球首例引起广泛关注的Autopilot致死事故,美国高速公路管理局的调查结果虽然没有发现该系统存在设计缺陷,但是同样也指责了特斯拉在宣传Autopilot功能时使用了“自动驾驶”等夸大词汇,从而容易使一些胆大的司机误以为这个系统就是无人驾驶,从而放弃了对车辆的控制。smKednc

此后,特斯拉将Autopilot在国内的翻译由“自动驾驶”改为“自动辅助驾驶”。马斯克也曾在发布会上说过:It’s autopilot not autonomous.(Autopilot并不是自动驾驶,而是自动辅助驾驶)。smKednc

还升级了Autopilot程序,即当用户双手离开方向盘一定事件后,系统会通过仪表盘闪烁提醒图表,发出警示音等措施提醒司机接管车辆,而如果司机仍然拒绝接管车辆,Autopilot功能就会解除。smKednc

虽然业界认为,特斯拉最新版Autopilot 2.0系统在纵向控制方面的表现更加成熟,与辅助转向有关的功能还有完善空间,毕竟从驾驶员的反馈那里我们也得到了褒贬不一的评价。smKednc

同时,受制于功能限制,目前的Autopilot2.0无法直接移植到城市环境使用。虽然它可以顺利开启(一次2分钟、一次3分钟),但城市中有走向复杂的车流,需要通过没有车道线的红绿灯路口,车与车间距更近,都暴露出系统对城市驾驶习惯还需要学习。smKednc

而从技术来分析,我们也能得知,眼下的特斯拉Autopilot功能,依然存在着依靠现有技术无法解决的应用场景,而多次得事故也充分证明了,目前这套系统确实不能100%地识别到静止障碍物并作出反应,因此也就不能称为自动驾驶。smKednc

可是,几乎被神化了的搭载Autopilot系统的特斯拉,为什么连几百米外可见的障碍物都躲不开呢?smKednc

Autopilot究竟存在哪些技术局限性

如果在“不需要刹车时刹车”,和在“需要刹车时不刹车”中二选一,你会怎么选?smKednc

相信90%以上的人都会选择前者,因为后者一旦发生或将是致命的。smKednc

但实际结果却恰恰相反,对于在Autopilot领域内的工程师们来说,无一例外都会选择后者。这样一种听上去极其危险的设定,却是工程师们故意为之,到底是为什么呢?smKednc

以目前的自动驾驶技术来看,尚不能够实现完全的自动驾驶。即便硬件的科技含量很高,前期也做了多次实验模拟。但是在实际的道路环境中,还是会出现许多系统无法判断的情况。一般在遇到这种情况时,系统只有两条路选择:“误报(False Positive)”和“漏报(False Negative)”。也就是说,在系统不能明确判断前方是否有障碍物时,是应该当即制动以防万一,也就是误报。还是应该忽视掉这个不确定的危险,也就是漏报。smKednc

在很多人看来,系统的设定应该为误报倾向,本着“宁可信其无,也不信其有”的精神,才能最大程度避免事故的发生。但事实并不是这个样子,试想一下:在高速公路上,你开启了Autopilot,后面有辆车正在高速逼近,而前方一片开阔。这时,前方路面出现了一块大钢板,雷达判定为这是一个巨大障碍物,于是采取了紧急制动,后车来不及反应……smKednc

唯一安全的方案就是不要动。

尤其是对于毫米波雷达来说,它对金属的反射很敏感。路上的钢板、凸起的井盖,甚至易拉罐的底部,在毫米波雷达的眼中,都相当于一堵墙。对于这种过于复杂的实际路面情况,车辆莫名制动所带来的不良驾驶体验不说,危险系数也会更大。smKednc

所以,工程师们才会采取“漏报”的逻辑,改善驾驶体验的同时,也避免过多制动行为所带来的安全隐患。但是,一旦系统漏报了任何一个确实存在的危险,都极有可能酿成大祸,这也就是为何目前各品牌官方都在强调“开启Autopilot功能时,双手也不应离开方向盘”。以便时刻做好准备,由驾驶员接管车辆。smKednc

而且特斯拉也在用户手册中明确写道:smKednc

交通感知巡航控制系统可能不会为避让静止的车辆而刹车或减速,尤其是在这种情况下:你正在以超过每小时80公里的速度行驶,在你前面的汽车变道后,你面前突然出现一辆静止的车辆或物体。司机要始终注意前方的道路,随时准备好采取紧急纠正措施。完全依赖交通感知巡航控制系统可能会导致严重的伤亡事故发生。

再回到最开始的问题:为什么声称“全系在产车辆都将能够完全自动驾驶”的特斯拉,却连几百米开外可见的障碍物都躲不开呢?我们可以就特斯拉比较知名的几起事故来分析一下。smKednc

2016年5月,一辆特斯拉ModelS电动车在使用Autopilot模式行驶途中与一辆正在转弯的拖挂车相撞,导致驾驶者死亡。对于这起事故,特斯拉是这样解释的:smKednc

当时 Model S 行驶在一条双向、有中央隔离带的公路上,自动驾驶处于开启模式,此时一辆拖挂车以与 Model S 垂直的方向穿越公路。

在强烈的日照条件下,驾驶员和自动驾驶都未能注意到拖挂车的白色车身,因此未能及时启动刹车系统。

由于拖挂车正在横穿马路,且车身较高,这一特殊情况导致 Model S 从挂车底部通过时,其挡风玻璃与挂车底部发生撞击。

虽然官方对于这起事故并没有给出明确而有力的解释。但作为行业内的工程师,结合智能驾驶技术的发展以及所遇到的各种困难,我们不妨作出以下推断:就硬件设备上来看,当时那辆特斯拉配备的是第一代Autopilot系统,即来自Mobileye的前置摄像头、来自博世的毫米波雷达、以及12个超声波传感器。在优先级别上,是以摄像头为主导的。smKednc

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虽然特斯拉官方将原因归咎于强烈的日照,以及白色车身,导致摄像头没有看到拖挂车,造成事故。但或许这些只是次要原因,关键问题很有可能在于:这代系统采用的Mobileye摄像头更多做的是针对车头和车尾的训练,而对于车侧的训练有限,又遇到拖挂车这样比较特殊的造型。因此摄像头从轮廓上来分析,并没有把它当做是障碍物。又由于拖挂车的底部是空的,毫米波雷达在进行扫描时也没有获取合理的反射。或者是判断出前方的拖挂车可能会有危险,但是由于摄像头作为主导,因此毫米波雷达的执行度不够高。两个模糊的判断叠加在一起,系统决定“漏报”,所以才导致了事故的发生。smKednc

Mobileye公司的一名高管Dan Galves也在事故后表明:smKednc

目前的防碰撞技术或自动紧急刹车系统,只适用于跟车(追尾)状态,并仅为跟车出现的问题而设计。也就是当车辆横向驶入时,目前的 Autopilot 系统本身就不具备足够的判断能力。

所以,在同年的9月份,特斯拉也宣布升级Autopilot技术。第二代Autopilot将以雷达而非摄像头作为主导来进行判断,通过车身配备的8个摄像头以及12个传感器,更好地感知周边的情况。同时在设定上也有所调整:如果司机在一定的时间内没有手扶方向盘,系统将发出警报,而如果司机多次忽略系统发出的警报,自动转向软件将自动停止使用。smKednc

声明还称:smKednc

为了让车辆更好地处理传感器搜集到的数据,车辆中将配备更加强大的电脑,其处理能力将比上一代高出40倍,并运行特斯拉新开发的一套神经网络系统,以处理视觉、声呐以及雷达信号。这套系统能够实现驾驶员无法看到的视野,能够同时且以远超人类感知的速度查看所有方向。

这样看来,特斯拉已经具备了自动驾驶的硬件基础。不过这并不意味着特斯拉马上就能拥有完全自动驾驶能力。因为无论是对于每一个单独的传感器,还是对于不同传感器之间的融合,都还需要一定的时间来进行学习和改进。smKednc

(综合整理自:车云网、新浪汽车)smKednc

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