來源:中國汽車報網(wǎng)
5月7日,一輛特斯拉2015ModelS的車主,美國前海豹突擊隊隊員,喬舒亞·布朗過于信任Autopilot(自動駕駛)系統(tǒng),選擇在駕駛的時候觀看《哈利波特》,全速撞上了一輛左轉的白色大掛拖車,從車底穿過后,又撞上了兩個護欄,最終重傷后身亡。
近年來,人們熱衷輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)甚至自動駕駛技術,無非就是追求車輛的“零傷亡”。但該事故的發(fā)生,引起了業(yè)界對自動駕駛技術的廣泛思考甚至是質(zhì)疑。
計算機視覺與毫米波雷達為什么判斷失誤?緊急制動系統(tǒng)(AEB)和自適應巡航控制系統(tǒng)(ACC)中的計算機視覺與毫米波雷達傳感器為什么同時失效?如何避免類似事件的發(fā)生?帶著一系列的疑問,本報記者采訪了國內(nèi)多位雷達及ADAS算法領域的專家。
■防干擾參數(shù)讓傳感器判斷失誤
事故發(fā)生之前,這輛特斯拉2015ModelS正行駛在一條雙向、有中央隔離帶的公路上,此時自動駕駛處于開啟模式,而白色拖掛車要左轉穿越公路。但由于拖掛車的白色車身與藍天相呼應,在強烈日照條件下,自動駕駛功能無法區(qū)分這種環(huán)境,未能及時啟動剎車系統(tǒng)。這是特斯拉官方對外界分享的調(diào)查結果。特斯拉發(fā)言人稱,特斯拉的自動駕駛系統(tǒng)是自身(in-house)研發(fā)的,并綜合使用了一系列內(nèi)部以及外部研發(fā)的科技組件,并決定在特定環(huán)境下的最恰當?shù)膭幼鬈壽E。自2016年1月開始,如果在車輛運行方向地平線處有任何擾動,系統(tǒng)會與雷達信號反復核對信息,自動駕駛系統(tǒng)便會啟動AEB功能。白色拖掛車非常高,很顯然,它并沒有產(chǎn)生系統(tǒng)認為的地平線擾動;同時,雷達標記使它看起來像一個高架標志,車身可以無障礙得從底部穿過,從而導致AEB功能沒有啟動。
從事雷達技術研究多年的北京行易道科技有限公司總經(jīng)理趙捷女士認同馬斯克的看法。她對記者說:“這輛車只安裝了一個毫米波雷達,還是窄波,反饋回來的信息有限;加上安裝位置低,波段正好從大卡車的底盤與地面之間的空處發(fā)射出去了,顯然計算機認為前方?jīng)]有物體。”
杭州智波科技有限公司毫米波雷達研發(fā)團隊綜合分析后認為,一是強烈的陽光照在白色車體上,讓計算機視覺失去了提取紋理的功能;二是巨大的白色色塊與長焦攝像頭,以及藍色背景讓計算機視覺認為出現(xiàn)在前方是白色的云;過于巨大的反射面積,讓毫米波誤認為是廣告牌或交通指示牌;三是特斯拉沒有完善的傳感器融合算法,讓兩個互相沖突的邏輯同時通過;四是車主過于相信Autopilot系統(tǒng),導致放棄了對車身控制。
從特斯拉自動駕駛系統(tǒng)角度分析,AEB、ACC都處于啟動狀態(tài),但由于傳感器判斷失誤導致,自動駕駛系統(tǒng)決定在當時路狀下沒有啟動AEB系統(tǒng)。
■自動駕駛應有傳感器冗余
“特斯拉事件顯然是自動駕駛系統(tǒng)收集信息過于少了,或者說不全面。”趙捷對記者說,“自動駕駛系統(tǒng)必要的傳感器冗余是需要的。如果該輛車在前面大燈處也裝了兩只毫米波雷達,這種情況肯定能避免。”
“未來,多傳感器融合勢必在行。”7月5日,蘇州安智汽車零部件有限公司董事總經(jīng)理郭健對記者說:“任何單一傳感器一般無法在任何工況下真實浮現(xiàn)周邊的道路工況,在本次事故中,如果有多線激光雷達的輔助,或是V2V技術的信息輸入,或許應該能避免事故的發(fā)生。”
杭州智波科技有限公司毫米波雷達研發(fā)團隊同樣認為,如果增加一個廣角攝像頭,采集到了車頭的信息;如果毫米波雷達測量更精確,或者在前方安裝了多個雷達,做雷達網(wǎng)絡融合;如果特斯拉的傳感器融合技術考慮得更全面;如果安裝了冗余的激光雷達;如果大卡車有法規(guī)規(guī)定,強制進行涂漆裝飾。只要以上任何一個假設存在,這起事故都可以被避免。
自動駕駛系統(tǒng)中的ACC、AEB系統(tǒng)高度依賴毫米波雷達對物體的識別與篩選。據(jù)了解,未來毫米波雷達系統(tǒng)將具有更高精度的識別和反應時間,成本也在逐年下降。趙捷建議,自動駕駛車輛至少安裝五個毫米波雷達(一個77G長距離雷達,加上4個短距離雷達),未來有可能安裝9個毫米波雷達(一個77G長距離雷達,加上8個短距離雷達),而不是現(xiàn)在特斯拉這樣使用單個遠程77G雷達。因為,毫米波雷達和視覺雷達都存在一定的短板,也可以加裝SAR成像雷達,應對特殊氣候環(huán)境。
郭健認為,在這次事故中,單單一個雷達的物體特征提取,一般都會需要幾千個參數(shù)進行調(diào)整,需要大量的路試數(shù)據(jù)進行工況的標定及算法完善。他希望通過這次事故,自動駕駛系統(tǒng)研發(fā)人員踏實做下去,從單一傳感器的感知、決策、執(zhí)行開始逐步攻關及完善,進而突破多傳感器的融合等更為復雜的核心技術,讓無人駕駛不再出現(xiàn)類似“意外”。