編譯李忠東

優(yōu)化自動(dòng)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(dòng)轎車在自動(dòng)駕駛模式下發(fā)生撞車事故，導(dǎo)致司機(jī)身亡。在隨后的幾個(gè)月里，特斯拉自動(dòng)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(dòng)駕駛汽車發(fā)生車禍后，美國高速公路交通安全委員會(huì)(NHTSA)對(duì)它的半自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（Autopilot）展開了調(diào)查，初步評(píng)估肇事車型特斯拉Model S所裝配的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。隨著調(diào)查進(jìn)一步深入，關(guān)于自動(dòng)駕駛技術(shù)安全性的爭(zhēng)論勢(shì)必愈發(fā)激烈。

當(dāng)時(shí)特斯拉Model S電動(dòng)汽車車主喬舒亞·D·布朗正使用自動(dòng)駕駛系統(tǒng)行駛在一條州際公路上。在一個(gè)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(bào)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(dòng)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(chǎng)斃命，62歲的卡車司機(jī)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(dòng)駕駛系統(tǒng)顯然沒有識(shí)別出突然橫在面前的白色牽掛卡車，結(jié)果沒有制動(dòng)，導(dǎo)致事故發(fā)生。“不應(yīng)該因?yàn)橐黄疖嚨湻穸ㄗ詣?dòng)駕駛技術(shù)。這是自動(dòng)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(huì)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(huì)發(fā)生一起車毀人亡事故。”特斯拉公司強(qiáng)調(diào)說，“自動(dòng)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(dòng)駕駛。駕駛員手動(dòng)啟用該功能時(shí)，會(huì)有語音和信息提示要隨時(shí)手握方向盤，必須‘控制你的車輛并對(duì)其負(fù)責(zé)’。這個(gè)系統(tǒng)是一項(xiàng)新技術(shù)，仍然處于市場(chǎng)測(cè)試的第二階段?！?/p>

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(duì)特斯拉Autopilot進(jìn)行升級(jí)，以更高效的方式去使用雷達(dá)，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(jí)后的Autopilot version 8.0將主要通過雷達(dá)來識(shí)別圖像，更好地感知周邊的情況，確定何時(shí)應(yīng)該剎車。新軟件是一個(gè)巨大的改進(jìn)，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(bào)了Autopilot的升級(jí)，而NHTSA已對(duì)此進(jìn)行了評(píng)估。

“我認(rèn)為，升級(jí)將讓Model S和Model X成為當(dāng)前公路上最安全的汽車，將不會(huì)有什么汽車能夠比升級(jí)后的Model S和Model X更安全?！瘪R斯克強(qiáng)調(diào)道，“升級(jí)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(dá)到完美的安全性。完美的安全是不可能達(dá)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?！?/p>

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(dòng)輔助駕駛升級(jí)。通過使用車輛搭載的雷達(dá)，新版本的系統(tǒng)采用更先進(jìn)的信號(hào)處理，生成一幅世界的影像。該雷達(dá)是Autopilot自動(dòng)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(dá)只是作為輔助。

在升級(jí)的系統(tǒng)中，雷達(dá)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(shí)別。在雷達(dá)探測(cè)成像時(shí)，光子在波長(zhǎng)運(yùn)行中可以輕易地穿越霧、粉塵、雨、雪，更清楚地探測(cè)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(dá)系統(tǒng)也有不足之處。例如，在探測(cè)行人方面的表現(xiàn)就不如攝像頭，在探測(cè)木質(zhì)和塑料物品時(shí)幾乎都像玻璃一樣透明。對(duì)金屬物體極為敏感，帶有皿狀的金屬表面不僅僅會(huì)反光，更會(huì)將反射信號(hào)放大數(shù)倍。尤其在遇到金屬凹面時(shí)，容易造成系統(tǒng)的困惑。比如說，車輛行駛路上出現(xiàn)一個(gè)易拉罐的底部，車輛雷達(dá)就會(huì)以為這是一個(gè)巨大而且危險(xiǎn)的物體。

1、特斯拉Model S電動(dòng)轎車

2、“解脫雙手”的自動(dòng)駕駛

3、采用更先進(jìn)的信號(hào)處理

為了避免此類“假警報(bào)”，解決誤識(shí)別障礙物從而導(dǎo)致頻繁剎車制動(dòng)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(gè)行動(dòng)的3D點(diǎn)云，空中升級(jí)8.0系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有雷達(dá)功能的解鎖，使得每一個(gè)雷達(dá)可以探測(cè)到比之前多六倍的周邊物體，并且有能力在每一個(gè)物體上獲得更多細(xì)節(jié)信息。二是以動(dòng)態(tài)模式對(duì)物體進(jìn)行分析，而不只是根據(jù)一張簡(jiǎn)單的2D快照?qǐng)D像。用1/10的速度整合雷達(dá)的影像幀，匯編成現(xiàn)實(shí)場(chǎng)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(dòng)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(shí)的，同時(shí)評(píng)定碰撞的概率。三是當(dāng)雷達(dá)確定99.99%發(fā)生碰撞的可能性時(shí)，剎車強(qiáng)度將會(huì)逐步提升至全力制動(dòng)。或許這不能徹底地避免碰撞的發(fā)生，但明顯的減速，會(huì)使車上乘客受到嚴(yán)重傷害的機(jī)率大大降低。

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

在其他一些方面，新版本的自動(dòng)輔助駕駛也進(jìn)行了優(yōu)化。例如，TACC最大制動(dòng)率提升，并且延遲時(shí)間縮短1/5。車輛通過識(shí)別兩輛車的雷達(dá)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(jí)8.0版本，或使用8.1版本導(dǎo)航系統(tǒng)，幫助車輛識(shí)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(shí)，特斯拉車輛可自動(dòng)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(bào)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(shí)別前車轉(zhuǎn)向燈，提高對(duì)插隊(duì)車輛的偵測(cè)。減小右側(cè)超車的可能性，提高自動(dòng)并線功能的可用性。在緊急情況下，自動(dòng)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(cè)到即將偏離行駛道路，司機(jī)仍然沒有轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，車輛會(huì)發(fā)出警報(bào)。隨著數(shù)據(jù)的完善，在即將發(fā)生交通事故時(shí)，車輛會(huì)主動(dòng)開啟輔助轉(zhuǎn)向功能，嘗試避免一定會(huì)發(fā)生的碰撞。得益于車隊(duì)學(xué)習(xí)功能，車輛的彎道車速調(diào)節(jié)可隨之適應(yīng)。□

（編譯自【英】《衛(wèi)報(bào)》，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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