優化自動駕駛系統安全性

編譯李忠東

優化自動駕駛系統安全性

編譯李忠東

2016年5月7日，美國特斯拉汽車公司（Tesla）生產的一輛Model S電動轎車在自動駕駛模式下發生撞車事故，導致司機身亡。在隨后的幾個月里，特斯拉自動駕駛汽車多次出現事故，但是尚未出現第二次死亡事故。在特斯拉自動駕駛汽車發生車禍后，美國高速公路交通安全委員會(NHTSA)對它的半自動駕駛系統（Autopilot）展開了調查，初步評估肇事車型特斯拉Model S所裝配的自動駕駛系統。隨著調查進一步深入，關于自動駕駛技術安全性的爭論勢必愈發激烈。

當時特斯拉Model S電動汽車車主喬舒亞·D·布朗正使用自動駕駛系統行駛在一條州際公路上。在一個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，橫在布朗的特斯拉車前。警方報告顯示，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電動汽車持續行駛，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。車主布朗當場斃命，62歲的卡車司機弗蘭克·巴爾塞沒有受傷。

特斯拉公司發表的聲明稱，在明亮的天色映襯下，這輛Model S汽車的自動駕駛系統顯然沒有識別出突然橫在面前的白色牽掛卡車，結果沒有制動，導致事故發生。“不應該因為一起車禍否定自動駕駛技術。這是自動駕駛系統行駛2.09億公里里程以來發生的第一起致命事故。在美國，每1.51億公里就會有一起致人于死地的嚴重車禍。在全世界，每9656萬公里就會發生一起車毀人亡事故。”特斯拉公司強調說，“自動駕駛系統只是‘輔助功能’，特斯拉汽車的默認設置是解除自動駕駛。駕駛員手動啟用該功能時，會有語音和信息提示要隨時手握方向盤，必須‘控制你的車輛并對其負責’。這個系統是一項新技術，仍然處于市場測試的第二階段。”

2016年9月12日，特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克宣布，為了避免發生類似之前的致命事故，將對特斯拉Autopilot進行升級，以更高效的方式去使用雷達，在系統安全性等方面帶來重要的優化，并加入新的限制。升級后的Autopilot version 8.0將主要通過雷達來識別圖像，更好地感知周邊的情況，確定何時應該剎車。新軟件是一個巨大的改進，如果能使用到位，或將能夠防止類似5月發生的悲劇。NHTSA發言人表示，特斯拉向該部門通報了Autopilot的升級，而NHTSA已對此進行了評估。

“我認為，升級將讓Model S和Model X成為當前公路上最安全的汽車，將不會有什么汽車能夠比升級后的Model S和Model X更安全。”馬斯克強調道，“升級后的Autopilot 8.0很可能能夠預防類似布朗遭遇的車禍，當然并不意味著達到完美的安全性。完美的安全是不可能達到的目標，關鍵在于提高安全的概率。不可能保證永遠的零事故。”

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自動輔助駕駛升級。通過使用車輛搭載的雷達，新版本的系統采用更先進的信號處理，生成一幅世界的影像。該雷達是Autopilot自動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是主要的傳感器，雷達只是作為輔助。

在升級的系統中，雷達被用作主要的控制傳感器，而且不需要攝像頭確認視覺形象識別。在雷達探測成像時，光子在波長運行中可以輕易地穿越霧、粉塵、雨、雪，更清楚地探測到周邊環境中的障礙物，有助于避免同類事故。但特斯拉官方表示，雷達系統也有不足之處。例如，在探測行人方面的表現就不如攝像頭，在探測木質和塑料物品時幾乎都像玻璃一樣透明。對金屬物體極為敏感，帶有皿狀的金屬表面不僅僅會反光，更會將反射信號放大數倍。尤其在遇到金屬凹面時，容易造成系統的困惑。比如說，車輛行駛路上出現一個易拉罐的底部，車輛雷達就會以為這是一個巨大而且危險的物體。

1、特斯拉Model S電動轎車

2、“解脫雙手”的自動駕駛

3、采用更先進的信號處理

為了避免此類“假警報”，解決誤識別障礙物從而導致頻繁剎車制動問題，更新的特斯拉系統就需要集合更多關于此類物體的信息。一是構建一個行動的3D點云，空中升級8.0系統對現有雷達功能的解鎖，使得每一個雷達可以探測到比之前多六倍的周邊物體，并且有能力在每一個物體上獲得更多細節信息。二是以動態模式對物體進行分析，而不只是根據一張簡單的2D快照圖像。用1/10的速度整合雷達的影像幀，匯編成現實場景的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期軌跡信息在內的連續影像幀才能夠精確辨別，分辨前方物體是否是真實的，同時評定碰撞的概率。三是當雷達確定99.99%發生碰撞的可能性時，剎車強度將會逐步提升至全力制動。或許這不能徹底地避免碰撞的發生，但明顯的減速，會使車上乘客受到嚴重傷害的機率大大降低。

另一個重要的改進體現在司機違規時，及時采取措施。如果車速超過每小時72公里，司機有1分鐘的時間沒有手扶方向盤，那么系統將發出警報，儀表盤將會閃光。倘若司機1小時內忽略了3次聲音警報，那么自動轉向軟件將自動停止使用，直到停車。相對于新用戶，Autopilot的老用戶更有可能忽略這些警報。

在其他一些方面，新版本的自動輔助駕駛也進行了優化。例如，TACC最大制動率提升，并且延遲時間縮短1/5。車輛通過識別兩輛車的雷達回波，提升車輛緊急剎車或其它引起大力剎車事件的反應速度。搭載空中升級8.0版本，或使用8.1版本導航系統，幫助車輛識別高速公路出口。當超越一輛接近分道線邊緣的速度較慢車輛時，特斯拉車輛可自動調整在車道內的位置，盡量保持安全的側向車距。車輛提示警報更加明顯，包括在儀表板上通過閃爍白色邊框提示駕駛員。通過識別前車轉向燈，提高對插隊車輛的偵測。減小右側超車的可能性，提高自動并線功能的可用性。在緊急情況下，自動剎車功能將更有效地介入。即使車輛未開啟輔助轉向功能，當車輛檢測到即將偏離行駛道路，司機仍然沒有轉動方向盤時，車輛會發出警報。隨著數據的完善，在即將發生交通事故時，車輛會主動開啟輔助轉向功能，嘗試避免一定會發生的碰撞。得益于車隊學習功能，車輛的彎道車速調節可隨之適應。□

（編譯自【英】《衛報》，w w w.t h e g u a r d i a n.c o m）

責任編輯 / 周 洋

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