Mobileye將自己的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)分成兩部分

與 Waymo 公司相反,Mobileye 公司提倡以一種以數(shù)學(xué)公式為理論基礎(chǔ)的方法來證明自己的汽車是安全的。Mobileye 公司的驗(yàn)證計(jì)劃是，將自己的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)分成兩部分：感知部分和策略部分，然后對(duì)這兩者分別進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。

Mobileye，一家被英特爾公司去年收購的以色列自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)公司, 在 5 月 17 日宣布, 將在耶路撒冷公路上開始測(cè)試多達(dá) 100 輛汽車。但在一次由一家以色列電視臺(tái)實(shí)況轉(zhuǎn)播的測(cè)試中,他們的公眾示范車卻在一個(gè)紅燈路口發(fā)生闖燈失誤。

在面向汽車制造商的駕駛員輔助技術(shù)領(lǐng)域，Mobileye 公司是全球銷售最好的公司之一。Mobileye 公司本來是希望借助這次電視轉(zhuǎn)播向全世界證明，隨著世界一步步向完全自主駕駛汽車的時(shí)代發(fā)展, 該公司并沒有執(zhí)著于自己的老本行固步自封，而是緊跟完全自動(dòng)駕駛發(fā)展的最新步伐。不過這次的紅燈路口事故表明,該公司在完全自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的技術(shù)可能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于像 Waymo 這樣的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。

圖 | Amnon Shashua, Mobileye公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO

如今，大多數(shù)從事完全自主駕駛技術(shù)的公司都在大量應(yīng)用激光雷達(dá)傳感器技術(shù),但是 Mobileye 公司還依然堅(jiān)持僅僅依靠攝像頭進(jìn)行導(dǎo)航。Mobileye 公司的計(jì)劃并非一定要堅(jiān)持只依靠攝像頭來實(shí)現(xiàn)他們的完全自動(dòng)駕駛。恰恰相反, 他們測(cè)試一個(gè)只需攝像頭的系統(tǒng)只是為了驗(yàn)證其技術(shù)棧（智能互聯(lián)產(chǎn)品所需的整套全新的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施）的安全性，這一步也正是他們?cè)谕耆詣?dòng)駕駛領(lǐng)域的“非主流”開發(fā)方法的一部分。

這種“非主流”方法首先在該公司去年 10 月發(fā)布的一份白皮書中得到概述, 隨后 Mobileye 公司的首席研究官阿農(nóng)?沙舒亞（Amnon Shashua）在自己博客文章中也詳細(xì)闡述了這一策略。

“我們希望我們的完全自動(dòng)駕駛汽車可以比人為驅(qū)動(dòng)的車輛更快、更順暢、更經(jīng)濟(jì)地從出發(fā)地 A 點(diǎn)到達(dá)目的地 B 點(diǎn)，而且它可以駕馭任何路況；我們的另一個(gè)目標(biāo)是，無需在公共道路上進(jìn)行上億千米的驗(yàn)證測(cè)試，而是用一種理論驗(yàn)證的透明方法來實(shí)現(xiàn)比人為驅(qū)動(dòng)的汽車的安全性系數(shù)高 1000 倍的完全無人駕駛汽車。”沙舒亞在博客中寫道。

這是一個(gè)大膽的挑戰(zhàn)目標(biāo)，人們都在懷疑到底有沒有可能實(shí)現(xiàn)。以下就是值得懷疑的幾點(diǎn)理由：

Mobileye公司希望用公式與模型進(jìn)行安全性的證明

目前完全無人駕駛行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者 Waymo 公司，已經(jīng)在超過 965 萬千米的道路上進(jìn)行了測(cè)試, 而且基于在真實(shí)路況上測(cè)試收集到的數(shù)據(jù)，Waymo 公司進(jìn)行了數(shù)億萬千米的模擬實(shí)驗(yàn)。但 Mobileye 公司認(rèn)為, 這種做法不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且不太可能證明自己可以為完全無人駕駛提供足夠的安全保證。

與 Waymo 公司相反,Mobileye 公司提倡以一種以數(shù)學(xué)公式為理論基礎(chǔ)的方法來證明自己的汽車是安全的。Mobileye 公司的驗(yàn)證計(jì)劃是，將自己的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)分成兩部分：感知部分和策略部分，然后對(duì)這兩者分別進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。根據(jù)其分類，感知部分會(huì)使用從傳感器提取它捕獲的原始數(shù)據(jù)，并給感知到的各個(gè)對(duì)象標(biāo)記上它的精確的三維坐標(biāo)。隨后, 策略部分根據(jù)這個(gè)已經(jīng)在各個(gè)三維地理位置標(biāo)記有無數(shù)對(duì)象的三維世界里計(jì)算并計(jì)劃導(dǎo)航路線。

“汽車傳感系統(tǒng)的錯(cuò)誤更容易被驗(yàn)證計(jì)算, 因?yàn)檐囕v傳感系統(tǒng)是可以不依賴于汽車的制動(dòng)系統(tǒng)的, 因此我們可以通過離線數(shù)據(jù)來計(jì)算驗(yàn)證發(fā)生嚴(yán)重的感知錯(cuò)誤的概率?！鄙呈鎭啽硎?。

Mobileye 公司認(rèn)為，利用傳感器的冗余性來計(jì)算可以使傳感系統(tǒng)的驗(yàn)證變得更加容易。他們的計(jì)劃是先開發(fā)一個(gè)僅使用攝像頭就可以安全自動(dòng)駕駛的系統(tǒng), 然后再單獨(dú)開發(fā)一個(gè)系統(tǒng), 該系統(tǒng)僅僅使用激光雷達(dá)和雷達(dá)也可以安全自動(dòng)駕駛。

Mobileye 公司解釋說，如果該公司可以做到這兩個(gè)系統(tǒng)中每個(gè)系統(tǒng)的傳感誤差都分別少于每 3 萬小時(shí)一次, 那么就可以得出這樣的結(jié)論,同時(shí)攜帶這兩種類型傳感器的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)傳感誤差將不超過 10 億（3 萬 × 3 萬≈10 億）小時(shí)一次。

但是這樣的解釋是基于兩個(gè)十分大膽的假設(shè)的，每一個(gè)假設(shè)都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到可以被證實(shí)的階段。

第一個(gè)假設(shè)就是，這兩個(gè)傳感系統(tǒng)的失效模式是彼此獨(dú)立互不依賴的，也就是說, 一個(gè)很有可能被基于攝像機(jī)的感知系統(tǒng)識(shí)別錯(cuò)誤的場景，在被基于激光雷達(dá)的識(shí)別系統(tǒng)感知時(shí)，并不一定有更高的犯錯(cuò)概率；反之亦然。但是對(duì)于 Mobileye 的這一假設(shè)，我們并不認(rèn)為其很有說服力。

“雷達(dá)一般在惡劣天氣條件下也可以繼續(xù)工作, 但卻有可能受到與實(shí)際場景不相關(guān)的金屬物體的影響而識(shí)別錯(cuò)誤, 與此相反，攝像機(jī)很可能會(huì)在惡劣天氣中做出錯(cuò)誤的感知判斷, 但不太可能受到任何金屬物體的影響?！盡obileye 公司在去年 10 月發(fā)布的白皮書這樣解釋。

“表面上看, 照相機(jī)和激光雷達(dá)有著共同的錯(cuò)誤來源——都是因?yàn)槭艿酱箪F天氣、大雨和積雪的影響。然而, 相機(jī)和激光雷達(dá)的錯(cuò)誤類型實(shí)際上是不同的。相機(jī)可能由于惡劣的天氣而沒有捕捉到某個(gè)前方路上的實(shí)物對(duì)象, 而激光雷達(dá)則可能會(huì)因?yàn)榭諝庵械牧Ｗ拥姆瓷洮F(xiàn)象在識(shí)別畫面上呈現(xiàn)一個(gè)實(shí)際上不存在的對(duì)象。不過，如果我們區(qū)分這兩種類型的錯(cuò)誤, 兩個(gè)系統(tǒng)之間的近似獨(dú)立性仍然成立?！?/p>

很明顯, 不同類型的傳感器有不同的優(yōu)缺點(diǎn), 因此使用多種不同類型的傳感器會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)的安全性帶來有益的冗余。但是, 這些冗余并不意味著這些傳感器的失效模式是完全獨(dú)立互不相關(guān)的。而如果不是這樣的話, Mobileye 的每一個(gè)基于上面所說的每億萬公里分之一的錯(cuò)誤率的數(shù)學(xué)運(yùn)算都不再成立。

在一篇采訪中, 卡耐基梅隆的安全專家菲利普?考夫曼（Philip Koopman）對(duì) Mobileye 在自己的安全性計(jì)算所基于的假設(shè)采取公開透明的態(tài)度，表示了贊揚(yáng)。不過，他也對(duì)于兩套傳感系統(tǒng)的故障率彼此相互獨(dú)立的假設(shè)，表示懷疑。

“很難相信激光雷達(dá)和雷達(dá)的故障率之間互不依賴，并且會(huì)像他們所解釋的那樣最終可以被證實(shí)?！笨挤蚵↘oopman）說：“在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，僅僅依靠假設(shè)的系統(tǒng)是不夠的，這些假設(shè)必須首先被證實(shí)。但是我們現(xiàn)在就幾乎可以肯定的有些假設(shè)是錯(cuò)的, 作者可能甚至不知道他們當(dāng)時(shí)為什么會(huì)那樣假設(shè)?！?/p>

Mobileye 忽略了現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜性

最后一點(diǎn)也是最讓我們擔(dān)心的一點(diǎn)：Mobileye 所建立的模型可能會(huì)作出根本不能描述真實(shí)世界的假設(shè)。

例如, Mobileye 的理論中用隱含著這樣的假設(shè)——將兩個(gè)傳感器系統(tǒng)融合在一起并不會(huì)引入任何新的錯(cuò)誤源。但正如研究分析員山姆?阿布爾薩米得（Sam Abuelsamid）所指出的那樣, 這一假設(shè)很有可能是不成立的?！耙坏╅_始將多個(gè)東西結(jié)合在一起, 潛在的失效模式就會(huì)增加?！彼f。

將激光雷達(dá)探測(cè)到的數(shù)據(jù)和相機(jī)捕捉到的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起的這一過程被稱為傳感信息融合, 這一過程需要大量的代碼。阿布爾薩米得告訴我們, 更多的代碼行意味著更多出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性。“實(shí)驗(yàn)結(jié)果所代表的現(xiàn)實(shí)中的復(fù)雜性也會(huì)以爆炸式的速度增長。”

同樣也是由于類似的原因，人們也在批判 Mobileye 公司的另一部分的驗(yàn)證方法，也就是以自己創(chuàng)建的真實(shí)世界的三維模型為起點(diǎn)來決定自動(dòng)駕駛汽車如何操作的軟件。

Mobileye 公司目前正在開發(fā)一種數(shù)學(xué)公式模型，用于精確定義各種車輛在特定的碰撞事故中發(fā)生的故障。Mobileye 公司在 10 月份發(fā)表的白皮書中有很大一部分都在闡述該公司制定的確切規(guī)則，這一規(guī)則被他們稱為RSS 框架（Responsibility-Sensitive Safety：責(zé)任敏感型安全框架）。這一框架規(guī)定了自動(dòng)駕駛環(huán)境和過程中各類事物的規(guī)則，比如跟隨距離、行走優(yōu)先權(quán)以及對(duì)被遮擋的物體怎樣保持警惕。

Mobileye 公司說，一旦有了這個(gè)模型，它們就可以從數(shù)學(xué)的角度證明，根據(jù)它們公司的自動(dòng)駕駛導(dǎo)航算法所作出的對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的操作指示不會(huì)導(dǎo)致碰撞等事故的發(fā)生。

但就算我們假設(shè)這個(gè)數(shù)學(xué)模型是無可挑剔的，也并不能證明使用該模型算法的自動(dòng)駕駛汽車永遠(yuǎn)不會(huì)造成任何事故。因?yàn)樵撃Ｐ徒⑺诘募僭O(shè)是一個(gè)永遠(yuǎn)無法證明是現(xiàn)實(shí)的“現(xiàn)實(shí)世界”。另外，工程師在將理論模型轉(zhuǎn)化為工作代碼時(shí)難免會(huì)犯錯(cuò)誤。

不過這并不是要否定 RSS 框架在判斷一個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性方面的有用性。如果 Mobileye 只是想把這一框架應(yīng)用在安全性方面，那么這會(huì)是給自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的寶貴的貢獻(xiàn)。

但是 Mobileye 對(duì)于 RSS 框架的定位不止于此，他們想要讓 RSS 框架最終成為現(xiàn)實(shí)世界測(cè)試的替代方案，他們聲稱利用這種方法無需進(jìn)行大量測(cè)試就可以證明一輛自動(dòng)駕駛汽車比人類駕駛者安全 1000 倍。然而，有很多自動(dòng)駕駛汽車可能會(huì)反映錯(cuò)誤的情況，這都沒有被 Mobileye 的理論模型考慮進(jìn)去。

Mobileye的商業(yè)模式也許才是它自己的致命弱點(diǎn)

我們懷疑 Mobileye 公司想方設(shè)法去盡量減少實(shí)際上路測(cè)試的一個(gè)原因是，大量的測(cè)試與 Mobileye 的商業(yè)模式不太吻合。Waymo 在這一方面提供了一個(gè)有用的對(duì)比。

Waymo 公司已經(jīng)在公共道路上進(jìn)行了超過 965 萬千米的測(cè)試。去年秋天，該公司已經(jīng)對(duì)自己的系統(tǒng)有了足夠的自信，在測(cè)試中已經(jīng)不需要駕駛員在測(cè)試汽車中進(jìn)行應(yīng)急處理（當(dāng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)無法作出反應(yīng)時(shí)由駕駛員來補(bǔ)救）。該公司希望于今年晚些時(shí)候在鳳凰城地區(qū)推出自動(dòng)駕駛汽車出租車服務(wù)。

Waymo 在安全性的驗(yàn)證問題上的解決思路是極端漸進(jìn)主義。該公司一開始只在一些自己精心挑選的天氣良好、道路標(biāo)志明顯的地區(qū)進(jìn)行測(cè)試。隨著時(shí)間的推移和經(jīng)驗(yàn)的積累，Waymo 逐漸升級(jí)了其車輛的軟件和傳感器，收集越來越多的地圖數(shù)據(jù)，便逐漸將測(cè)試擴(kuò)展到新的更具挑戰(zhàn)性的操作環(huán)境。

圖 | 英特爾的子公司Mobileye的僅僅使用攝像頭的測(cè)試汽車

這個(gè)過程是一個(gè)持續(xù)的過程，即使是Waymo 在鳳凰城啟動(dòng)自己最初的服務(wù)之后，這些測(cè)試還會(huì)繼續(xù)持續(xù)很長時(shí)間。因?yàn)槿绻?Waymo 公司認(rèn)為自己的汽車對(duì)于特定情況和地區(qū)（如積雪或密集的城市交通）沒有足夠的自信，他們將只能繼續(xù)投入足夠時(shí)間去進(jìn)行更多的開發(fā)和測(cè)試，直到自己感到有把握之后，才會(huì)在那些地區(qū)提供服務(wù)。

但是在有些狀況中，不得不用數(shù)學(xué)方法證明一套自動(dòng)駕駛技術(shù)在任何情況下都能完美地工作，Waymo 公司也可能會(huì)遇到這樣的情況。以目前的研發(fā)方法，Waymo 汽車可能只有在很多年之后才能在交通擁堵曼哈頓或冬天的明尼阿波利斯安全駕駛，不過 Waymo 公司有耐心，也等得起。因?yàn)樵诮酉聛淼膸啄昀铮琖aymo 將可以輕松地在繁忙的太陽城郊區(qū)如鳳凰城、亞特蘭大、奧斯汀和拉斯維加斯等城市提供出租車服務(wù)，以確保公司有足夠的資金周轉(zhuǎn)。

但是對(duì)于 Mobileye 公司，這種測(cè)試方法并不可行。這家以色列公司同時(shí)還在為傳統(tǒng)的汽車制造商提供芯片、傳感器和軟件。據(jù) Mobileye 透露，目前已有來自 27 家不同汽車制造商的超過 1500 萬輛汽車使用 Mobileye 技術(shù)。

Mobileye 公司的技術(shù)不僅被用于日產(chǎn)汽車的先進(jìn)駕駛輔助產(chǎn)品上，同時(shí)還被用于奧迪即將推出的 A8 汽車的駕駛輔助功能上。Mobileye 公司還為通用汽車的超級(jí)巡航技術(shù)提供照相機(jī)。此外，在開發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)方面，Mobileye 與寶馬和菲亞特克萊斯勒都有著廣泛的合作。據(jù)路透社的報(bào)道，Mobileye 已經(jīng)簽署了一項(xiàng)協(xié)議，將于 2021 年開始給一家尚未命名的汽車制造商的 800 萬輛汽車提供技術(shù)。

因此，如果 Mobileye 公司像 Waymo 計(jì)劃的那樣啟動(dòng)出租車服務(wù)將是 Mobileye 自己的一次徹底轉(zhuǎn)變，這將有可能會(huì)疏遠(yuǎn)當(dāng)前已有的客戶。Mobileye 需要一套新的開發(fā)及驗(yàn)證策略，以適應(yīng)今后將汽車直接賣給客戶而非之前的汽車制造商的商業(yè)模式。

Mobileye 已經(jīng)或多或少地在白皮書中承認(rèn)了這個(gè)問題，不過他們認(rèn)為這是整個(gè)行業(yè)面臨的一個(gè)問題。

他們?cè)诎灼袑懙溃骸暗搅俗詣?dòng)駕駛汽車進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的時(shí)候，可持續(xù)的用于驗(yàn)證安全性的研發(fā)實(shí)驗(yàn)成本和在任何地方都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的能力（而不僅僅是選擇少數(shù)城市），也將會(huì)是維持業(yè)務(wù)的必要條件之一?！?/p>

其實(shí) Mobileye 應(yīng)該想要表達(dá)的是，在任何地方都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的能力是維持 Mobileye 自身商業(yè)模式的必要條件，因?yàn)?Mobileye 目前的業(yè)務(wù)主要是最終將自己的技術(shù)銷售給汽車制造商，而不是像 Waymo 公司所想的那樣創(chuàng)造出租車服務(wù)。

如果 Mobileye 想要它們的自動(dòng)駕駛技術(shù)在任何地區(qū)都可以適用，那么公司將不得不意識(shí)到增量開發(fā)和廣泛大量的實(shí)際測(cè)試是不切實(shí)際的。舉例來說，Waymo 在十多年來一直在測(cè)試汽車，并且最近才開始認(rèn)真研究雪地路況的自動(dòng)駕駛技術(shù)。如果 Mobileye 延續(xù)相同的軌跡，那么它很可能 2020 年前后都無法推出自己的首套完全自行駕駛技術(shù)。

因此，Mobileye 公司的領(lǐng)導(dǎo)層已經(jīng)確信，自己需要利用數(shù)學(xué)公式來證明和替代數(shù)百萬千米的現(xiàn)實(shí)世界測(cè)試，因?yàn)樗纳虡I(yè)模式并沒有給它帶來很多好的選擇。但是，僅僅靠希望并不一定能夠使想法成真。