自動(dòng)駕駛車輛面對(duì)碰撞時(shí)如何將損失降到最低?

百度董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官李彥宏在百度世界大會(huì)2020上預(yù)測(cè)自動(dòng)駕駛5年后全面商用，擁堵大大緩解、不再需要限購(gòu)限行。

他表示，當(dāng)無(wú)人駕駛逐漸普及，交通事故發(fā)生率也會(huì)大大降低。通過(guò)測(cè)算，以車路協(xié)同為基礎(chǔ)的智能交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將能夠提升15%-30%的通行效率，從而為GDP貢獻(xiàn)2.4%-4.8%的絕對(duì)增長(zhǎng)。

在自動(dòng)駕駛技術(shù)中，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和控制是關(guān)鍵操作，自動(dòng)駕駛的目標(biāo)是在遵循交通規(guī)則的情況下規(guī)劃和導(dǎo)航從起始位置到目的位置的道路，并盡可能地避免任何碰撞。

車輛的碰撞往往會(huì)造成非常嚴(yán)重的事故，不僅危害駕駛?cè)藛T安全，同時(shí)對(duì)于其他人或者車輛也都存在潛在的危險(xiǎn)，那么對(duì)于自動(dòng)駕駛車輛，該如何在面對(duì)不可避免的碰撞時(shí)做出正確的反應(yīng)，來(lái)將損失降到最低呢？

百度在18年3月8日申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“基于碰撞后分析的自動(dòng)駕駛車輛的車輛動(dòng)作優(yōu)化”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01880002895.9），申請(qǐng)人為百度時(shí)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（北京）有限公司。

根據(jù)該專利目前公開(kāi)的資料，讓我們一起來(lái)看看這項(xiàng)發(fā)生碰撞時(shí)緊急避險(xiǎn)的技術(shù)吧。

如上圖，為該專利發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)框圖，網(wǎng)絡(luò)配置100包括通過(guò)網(wǎng)絡(luò)102通信的自動(dòng)駕駛車輛101，車輛上分布有用于自動(dòng)駕駛所必須的模塊，如：感知與規(guī)劃系統(tǒng)110、車輛控制系統(tǒng)111、無(wú)線通信系統(tǒng)112、用戶接口系統(tǒng)113、資訊娛樂(lè)系統(tǒng)114和傳感器系統(tǒng)115。

和其他方案不同的是，該專利將自動(dòng)駕駛車輛上的各個(gè)功能按照模塊進(jìn)行劃分，從功能抽象層次來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。而自動(dòng)駕駛車輛通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)器以及地圖服務(wù)器等相連，在機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)器中，可以對(duì)于車輛傳遞回來(lái)的信息進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，例如：路況識(shí)別、交通標(biāo)志識(shí)別、車道線識(shí)別等。

而為了能夠在發(fā)生碰撞時(shí)做出緊急反應(yīng)，就更加依靠車輛周圍環(huán)境的情況采集，通過(guò)傳感器系統(tǒng)以及感知與規(guī)劃系統(tǒng)、結(jié)合地圖服務(wù)器反饋的信息等做出正確的反應(yīng)，從而將碰撞后的損失降到最低。

如上圖，是一個(gè)特定駕駛環(huán)境的示意圖，可以看到，無(wú)人駕駛車輛401被其余411-415四輛車所包圍，因此無(wú)人駕駛車輛的規(guī)劃模塊可以基于由感知模塊提供的駕駛環(huán)境的感知信息和由預(yù)測(cè)模塊提供的對(duì)象的行為預(yù)測(cè)來(lái)確定是否無(wú)法避免與其他車輛發(fā)生碰撞。

例如，無(wú)人駕駛車輛的速度與前方車輛之間的速度過(guò)大而距離過(guò)小而無(wú)法及時(shí)剎車時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)向無(wú)人駕駛車輛發(fā)出最大制動(dòng)命令，這樣由可能可以避免發(fā)生碰撞。但是，當(dāng)?shù)缆非闆r變得復(fù)雜時(shí)，這種簡(jiǎn)單的策略往往會(huì)失效，因?yàn)楫?dāng)與前車距離過(guò)小而緊急制動(dòng)時(shí)，有可能會(huì)與后面的車輛發(fā)生碰撞。

因此，假設(shè)系統(tǒng)中的碰撞是不可避免時(shí)，讓無(wú)人駕駛車輛智能的選擇最小損失的方案進(jìn)行碰撞才是明智的選擇。例如當(dāng)無(wú)人駕駛車輛要與前車相撞時(shí)，假設(shè)左側(cè)為人群，右側(cè)為垃圾桶，則無(wú)人駕駛車輛向右急轉(zhuǎn)撞向垃圾桶才會(huì)不會(huì)對(duì)行人造成傷害以及減少損失。

如上圖，為該專利發(fā)明的自動(dòng)駕駛車輛的過(guò)程流程圖，首先，無(wú)人駕駛汽車會(huì)基于自身以及周圍對(duì)象之間的相對(duì)位置和相對(duì)速度，根據(jù)計(jì)算來(lái)確定是否會(huì)發(fā)生不可避免碰撞的情形。此時(shí)，就需要進(jìn)行更加詳細(xì)的計(jì)算，既然碰撞無(wú)法避免，那么與每個(gè)對(duì)象的碰撞成本約為多少，該如何選擇碰撞對(duì)象就成為下一步的任務(wù)。

在對(duì)周圍對(duì)象進(jìn)行碰撞成本估計(jì)后，無(wú)人駕駛車輛就會(huì)選擇碰撞成本最低的一個(gè)對(duì)象，這樣不僅對(duì)于車主，對(duì)于周圍的行人以及其他車輛來(lái)說(shuō)，只要確保成本計(jì)算方法是合理的，就可以將損失降低到最小。

以上就是百度發(fā)明的當(dāng)不可避免的碰撞發(fā)生時(shí)車輛的應(yīng)對(duì)方案，基于車輛對(duì)于周圍環(huán)境的分析以及對(duì)于可能碰撞對(duì)象損失的估計(jì)，從而找到一個(gè)最優(yōu)的碰撞方案。不得不說(shuō)，這樣的系統(tǒng)確實(shí)可以作為保證人們利益的最后一道保護(hù)屏障，倘若五年后無(wú)人駕駛車輛真的有了大規(guī)模的應(yīng)用，相信這樣的技術(shù)肯定會(huì)非常實(shí)用。

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