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L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛,到底能實(shí)現(xiàn)嗎?

2018-07-13 09:48 車聚網(wǎng)

導(dǎo)讀:拍攝于2004年的《機(jī)械公敵》,很精準(zhǔn)地描述了一種貼近現(xiàn)實(shí)的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景:威爾·史密斯坐在車?yán)?,奧迪RSQ自動(dòng)駕駛,當(dāng)他準(zhǔn)備接管時(shí),系統(tǒng)提示“Manual Override”,旁邊的女主角驚訝道:你要自己開(kāi)?在該片的設(shè)定中,自動(dòng)駕駛已經(jīng)是默認(rèn)狀態(tài),而人工駕駛則需要Override,覆蓋指令。這就是L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛。

  拍攝于2004年的《機(jī)械公敵》,很精準(zhǔn)地描述了一種貼近現(xiàn)實(shí)的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景:

  威爾·史密斯坐在車?yán)铮瑠W迪RSQ自動(dòng)駕駛,當(dāng)他準(zhǔn)備接管時(shí),系統(tǒng)提示“Manual Override”,旁邊的女主角驚訝道:你要自己開(kāi)?

  在該片的設(shè)定中,自動(dòng)駕駛已經(jīng)是默認(rèn)狀態(tài),而人工駕駛則需要Override,覆蓋指令。這就是L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛。

L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛,到底能實(shí)現(xiàn)嗎?

  《機(jī)械公敵》,也是對(duì)于所謂“自動(dòng)駕駛”的一種最現(xiàn)實(shí)的描述。

  一、自動(dòng)駕駛的必要性

  我們先來(lái)看一個(gè)根本性的問(wèn)題:為什么需要自動(dòng)駕駛?車聚君認(rèn)為有三點(diǎn)原因:

L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛,到底能實(shí)現(xiàn)嗎?

  ▎自動(dòng)駕駛可以增大人類的自由度,解放一部分時(shí)間;不是所有人都喜歡開(kāi)車的,也不是所有人都雇得起司機(jī),因?yàn)樽屲囎幼约洪_(kāi),便可以利用這部分時(shí)間做別的事情,比如開(kāi)個(gè)兩小時(shí)的電話會(huì)議、查看下比特幣又跌了多少、跟小別三日的女朋友Facetime一下等等。

  ▎自動(dòng)駕駛能輔助人類的駕駛技能;對(duì)于駕駛水平一般的人,他對(duì)于路況和車況的預(yù)判能力有限,機(jī)器可以輔助他做決策,比如如今很普及的盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)女司機(jī)來(lái)說(shuō)是個(gè)寶。

  ▎自動(dòng)駕駛能改善社會(huì)風(fēng)氣,讓路怒癥消失,車和車之間在道路上相處更加和諧,從而更遵守交通法規(guī)、避免出現(xiàn)事故;比如在高速上,有些小(nao)白(can)司機(jī)突然減速,導(dǎo)致后方引起了一連串堵車,事故發(fā)生概率增大。

  所以,自動(dòng)駕駛作為一種駕駛輔助工具,很有必要普及,甚至強(qiáng)制配備。如今的各種駕駛輔助配置,比如盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)、車道保持、自動(dòng)巡航、剎車輔助等,都是自動(dòng)駕駛的組成部分,它們?cè)谝欢ǔ潭壬弦呀?jīng)提升了車子的“智商”,只不過(guò)控制它們的是單片機(jī)而不是英偉達(dá)的GPU主板。

  現(xiàn)在,權(quán)威機(jī)構(gòu)已經(jīng)對(duì)“智商”做了分級(jí),即我們通常講的L1~L5等級(jí)劃分,每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)不同智能程度的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。

  實(shí)際上,美國(guó)的NHTSA和國(guó)際汽車工程師學(xué)會(huì)(SAE International)都做過(guò)一個(gè)分級(jí),現(xiàn)在NHTSA也采用了后者的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。我們梳理了SAE對(duì)于L1~L5的詳細(xì)定義:

L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛,到底能實(shí)現(xiàn)嗎?

  其中,L0即人工駕駛。從L1~L5,機(jī)器逐步接管,到了L5,就是所謂的全自動(dòng)駕駛,可以應(yīng)對(duì)各種工況。

  比如,新奧迪A8的Audi AI,就屬于上述L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛。特斯拉的增強(qiáng)版Autopilot,嚴(yán)格來(lái)說(shuō)應(yīng)該屬于L2.5,還未達(dá)到L3級(jí)別。

  二、定義全自動(dòng)駕駛

  幾乎所有人都在YY一個(gè)場(chǎng)景:未來(lái)你的愛(ài)車,能自己開(kāi)上西直門立交橋,然后在出租車司機(jī)、公交車、新手黨的左右?jiàn)A擊下順利突圍。

  這個(gè)場(chǎng)景,車聚君覺(jué)得不是不可能實(shí)現(xiàn),而是沒(méi)必要。我們都在設(shè)想車輛的高度智能,但卻忽略了道路本身的配合。道路也在同步升級(jí)!

L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛,到底能實(shí)現(xiàn)嗎?

  《機(jī)械公敵》中,奧迪RSQ行駛在一個(gè)封閉的隧道中,沒(méi)有行人、外賣和“極品飛車”,而且道路非常平直,有十分清晰的車道線,有自動(dòng)清障機(jī)器人。

  這種場(chǎng)景下,自動(dòng)駕駛很容易實(shí)現(xiàn)。所以這里就要引出一個(gè)概念:ODD。

  ODD全稱Operational Design Domain,它框定的是自動(dòng)駕駛車輛所適用的工況。任何一臺(tái)自動(dòng)駕駛車輛,都必須有一定限定的工況。這個(gè)工況可以很寬泛,也可以很精準(zhǔn)。

  ODD的寬泛程度,決定了車輛能勝任什么樣的場(chǎng)景。比如,一臺(tái)車的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)只能在高速上使用,它可以保持車道、自動(dòng)超車、自動(dòng)跟車、自動(dòng)上下匝道、自動(dòng)通過(guò)ETC等等,但到了城市里就無(wú)法完全自動(dòng)駕駛。

  討論自動(dòng)駕駛,要先明確工況。任何行業(yè)都沒(méi)有大躍進(jìn),必須一步步來(lái)。如果連高速公路的場(chǎng)景都還未實(shí)現(xiàn)完全自主應(yīng)對(duì),還YY什么車子從車庫(kù)開(kāi)出來(lái)把你載到公司的場(chǎng)景呢?

  早在2013年,奔馳研發(fā)了輛自動(dòng)駕駛的S500 Intelligent Drive,沿著一條固定路線在公開(kāi)道路上行駛了103km。這條線路就是它的ODD,離開(kāi)這條線路,它可能無(wú)法全程自動(dòng)駕駛。

  所以,離開(kāi)了ODD談自動(dòng)駕駛,都是耍流氓。

  三、100%的自動(dòng)駕駛無(wú)法實(shí)現(xiàn)

  ODD的概念已經(jīng)解釋,還有一個(gè)名詞叫做OEDR,即Object and Event Detection and Response。

  ODD是目的,OEDR是手段。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是明確一臺(tái)自動(dòng)駕駛汽車能適用什么工況,然后再明確它為了應(yīng)對(duì)這些工況能做些什么,也就是對(duì)于物體和事件的偵測(cè)與反饋水平。

L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛,到底能實(shí)現(xiàn)嗎?

  講到這,激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器、攝像頭等一系列硬件登場(chǎng)了,它們是車輛的“五官”,代替人類感知周圍的環(huán)境。

  然后,中央電腦把這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,傳回服務(wù)器,服務(wù)器的軟件做決策,告訴車輛怎么走才不會(huì)被主人罵。

  那么問(wèn)題來(lái)了,萬(wàn)一系統(tǒng)出問(wèn)題了呢?萬(wàn)一車輛超出了ODD范圍呢?這里就引出了Fall Back設(shè)計(jì)。工程師必須考慮到,萬(wàn)一車子自己短路或某個(gè)硬件受損,或開(kāi)到了不在ODD范圍的工況里,如果把風(fēng)險(xiǎn)降到最低?

L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛,到底能實(shí)現(xiàn)嗎?

  降到最低,就是把車安全停下來(lái)。所以Fall Back本質(zhì)上研究的是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的退出機(jī)制。特斯拉的Autopilot監(jiān)測(cè)到駕駛員雙手不在方向盤上,就會(huì)通過(guò)儀表盤閃動(dòng)、提示音等方式來(lái)警告用戶,最終會(huì)自動(dòng)解除,而且本次駕駛將無(wú)法再開(kāi)啟這一功能。

  在更高度的自動(dòng)駕駛中,任何一個(gè)微小的事件都可能引起系統(tǒng)的崩潰。例如,感知車道線的前方車輛的攝像頭被臟東西蓋住,那么系統(tǒng)就要找出應(yīng)對(duì)方案,確保駕駛員和車輛自身安全。

  這還是考慮到每個(gè)傳感器都是100%有效的情況下。比如,Mobileye的識(shí)別率高達(dá)99%,但仍然不是100%。每個(gè)單獨(dú)的傳感器都是99%,乘積就越來(lái)越小。一個(gè)誤報(bào),全盤失效。

  這樣來(lái)說(shuō),真正的自動(dòng)駕駛還能實(shí)現(xiàn)嗎?難。所以說(shuō),要限定ODD范圍,比如《機(jī)械公敵》中的隧道公路,就可以實(shí)現(xiàn)最大程度的自動(dòng)駕駛。

  小結(jié)

  所以,所謂的L5級(jí)別自動(dòng)駕駛是很難實(shí)現(xiàn)的??紤]到路況在不斷變化,隨機(jī)事件的出現(xiàn)可能直接打斷自動(dòng)駕駛的思考過(guò)程。

  算法再智能,地圖精度再高,傳感器再?gòu)?qiáng)大,也無(wú)法保證絕對(duì)的自動(dòng)駕駛。在關(guān)鍵時(shí)刻,人類還是要Override。

  除非,我們已經(jīng)研發(fā)出《鋼鐵俠》里的JARVIS那種人工智能。