特斯拉為什么識(shí)別不了障礙物

　　近日，在一場(chǎng)全球智能汽車前沿峰會(huì)上，如何解決自動(dòng)駕駛安全問(wèn)題成為了與會(huì)專家學(xué)者及企業(yè)代表共同關(guān)注焦點(diǎn)。事實(shí)上，雖然用戶已享受到部分自動(dòng)駕駛技術(shù)所帶來(lái)的便利，但現(xiàn)實(shí)生活中因自動(dòng)駕駛安全問(wèn)題帶來(lái)的討論一直未曾停歇。特斯拉在全球范圍內(nèi)發(fā)生的一系列事故就是很好的案例。其中，近期一輛開啟Autopilot自動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)特斯拉Model3追尾一輛靜止拖車的事故引發(fā)了外界高度關(guān)注。讓外界感到疑惑的是：面對(duì)道路前方這么大的障礙物Autopilot自動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)為何“看不見“？

　　■沒(méi)有機(jī)器識(shí)別訓(xùn)練汽車只會(huì)驚慌失措

　　在普通人認(rèn)知里，靜止的大型障礙物是個(gè)非常易于識(shí)別的物體，為什么特斯拉Autopilot系統(tǒng)會(huì)無(wú)法識(shí)別？難道這些傳感器都是形同虛設(shè)嗎？

　　對(duì)此，理想汽車CEO李想在微博上發(fā)表觀點(diǎn)表示：“目前攝像頭+毫米波雷達(dá)的組合像青蛙的眼睛，對(duì)于動(dòng)態(tài)物體判斷還好，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)物體幾乎無(wú)能。視覺(jué)在這個(gè)層面的進(jìn)展幾乎停滯，哪怕是動(dòng)態(tài)，車輛以外的識(shí)別率也低于80%，千萬(wàn)別真當(dāng)自動(dòng)駕駛來(lái)使用?！?/p>

　　既然如此，那自動(dòng)駕駛識(shí)別靜物難點(diǎn)究竟在哪里？對(duì)車身搭載的攝像頭、雷達(dá)這些傳感器又有著怎樣的要求？對(duì)此，汽車之家獨(dú)家采訪了法雷奧中國(guó)首席技術(shù)官顧劍民和大陸集團(tuán)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人唐海宜這兩位專家，從感知層面，即傳感器這一角度來(lái)解析這些問(wèn)題。

　　首先大致說(shuō)一下什么是“感知”。在自動(dòng)駕駛的整套方案（包括感知層、決策層和執(zhí)行層）中，最熱鬧的版塊莫過(guò)于感知決策層，這是人工智能大展拳腳的領(lǐng)域。感知是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)收集外部環(huán)境信息并從中認(rèn)知的能力，相當(dāng)于駕駛員對(duì)駕駛環(huán)境的觀察。

　　現(xiàn)階段，自動(dòng)駕駛的感知層通過(guò)多種傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。主要有激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)和超聲波傳感器。各種傳感器的特性不同，各有優(yōu)劣勢(shì)，面對(duì)復(fù)雜的行車環(huán)境，單一傳感器的數(shù)據(jù)滿足不了各種環(huán)境下的感知環(huán)境需求。

　　對(duì)于傳感器識(shí)別靜態(tài)物體的難點(diǎn)，顧劍民認(rèn)為，“對(duì)攝像頭來(lái)說(shuō)，需要用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)訓(xùn)練識(shí)別物體。但靜態(tài)物體類別多，形態(tài)也千差萬(wàn)別，沒(méi)經(jīng)過(guò)樣本訓(xùn)練識(shí)別不了。撞消防車車尾或奇特形狀隔離墩欄桿等事故的，應(yīng)該就是沒(méi)有這個(gè)樣本訓(xùn)練所導(dǎo)致的。此外，前置攝像頭在識(shí)別物體時(shí)也對(duì)天氣和照明條件敏感；對(duì)于快速移動(dòng)的汽車，前置攝像頭通常最終會(huì)捕捉到模糊或扭曲的物體圖像?！?/p>

　　“而對(duì)毫米波雷達(dá)來(lái)說(shuō)，主要是受目標(biāo)對(duì)電磁波反射敏感度影響，有些橡膠類靜態(tài)物反射不好，識(shí)別會(huì)困難。此外，雷達(dá)幾乎無(wú)法區(qū)分龍門架、道路側(cè)面的金屬標(biāo)牌或道路上停放的靜止汽車，因?yàn)槔走_(dá)的空間分辨率很差，在算法上只能通常忽略相對(duì)于路面不移動(dòng)的雷達(dá)回波。否則，每次經(jīng)過(guò)路標(biāo)等靜物時(shí)，汽車都會(huì)驚慌失措?！鳖檮γ裱a(bǔ)充道。

　　唐海宜在接受汽車之家采訪時(shí)也表達(dá)了類似的看法。在他看來(lái)，實(shí)際交通環(huán)境中的靜物分布和種類比較復(fù)雜，單純的一種傳感器很難達(dá)到高的識(shí)別效果。比如雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于測(cè)速，測(cè)距，對(duì)于尺寸較小，反射不強(qiáng)的靜物沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。攝像頭的優(yōu)勢(shì)在于可獲取的環(huán)境信息豐富，可以利用機(jī)器學(xué)習(xí)做到目標(biāo)分類，但測(cè)速和測(cè)距上不如雷達(dá)。

　　唐海宜進(jìn)一步解釋稱，把雷達(dá)與攝像頭二者結(jié)合可以相對(duì)實(shí)現(xiàn)一些標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)障礙物的識(shí)別。但即使這樣，車道內(nèi)出現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)物，或者是較小尺寸靜態(tài)障礙物（10-20CM）仍然是個(gè)難題，因?yàn)榇藭r(shí)雷達(dá)基本無(wú)效，即使機(jī)器學(xué)習(xí)也不能識(shí)別沒(méi)有訓(xùn)練過(guò)的障礙物，且要實(shí)現(xiàn)地面小尺寸靜態(tài)障礙物的檢測(cè)，對(duì)攝像頭的探測(cè)距離，精度和視角都有比較高的要求。

　　■被馬斯克鄙視的激光雷達(dá)大有潛力

　　既然如此，目前就沒(méi)有一個(gè)更好的解決辦法嗎？大陸和法雷奧在自動(dòng)駕駛汽車識(shí)別靜態(tài)物體領(lǐng)域又有哪些解決方案？

　　顧劍民表示：“法雷奧的ScaLa激光掃描儀（激光雷達(dá)）可解決大部分這樣的問(wèn)題，能很好地探測(cè)靜止或移動(dòng)的物體，無(wú)論白天或黑夜?！?/p>

　　事實(shí)上，法雷奧ScaLa第一代早在2017年11月在奧迪全新A8上實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。據(jù)顧劍民透露，ScaLa第二代計(jì)劃在2020年初量產(chǎn)。法雷奧的低速自動(dòng)泊車，則是用攝像頭計(jì)算機(jī)視覺(jué)三維目標(biāo)探測(cè)，融合其它傳感器如超聲波或毫米波雷達(dá)等來(lái)解決，在自動(dòng)泊車已有量產(chǎn)車型了。

　　談及激光雷達(dá)，業(yè)界一定會(huì)想起馬斯克曾在今年4月公開diss激光雷達(dá)。當(dāng)時(shí)，他曾直言“傻子才用激光雷達(dá)，現(xiàn)在誰(shuí)用激光雷達(dá)誰(shuí)完蛋”。此言一舉造成了激光雷達(dá)與攝像頭的技術(shù)分歧。

　　對(duì)此，一位行業(yè)分析師表示：“一旦你將這些理論技術(shù)用于現(xiàn)實(shí)，有很多未知數(shù)無(wú)法避免。理論上或許可以僅憑攝像頭來(lái)采集數(shù)據(jù)，但若要百分百相信系統(tǒng)的判斷是正確的，最好是能融合其它傳感來(lái)輔助，例如激光雷達(dá)。”

　　客觀地來(lái)看，馬斯克追求未來(lái)特斯拉以攝像頭+毫米波雷達(dá)+AI芯片組成自動(dòng)駕駛系統(tǒng)方案也有自己的考量。汽車之家早前采訪Velodyne這家激光雷達(dá)企業(yè)時(shí)，相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴汽車之家編輯，其能夠理解特斯拉的立場(chǎng)，即將“自動(dòng)駕駛”作為主要賣點(diǎn)的量產(chǎn)車公司，特斯拉需要考慮的成本因素很多。

　　然而，自動(dòng)駕駛關(guān)乎車輛安全與生命安全，要能檢測(cè)到各種靜態(tài)物體，就需要建立并不斷維護(hù)一個(gè)龐大的樣本特征數(shù)據(jù)庫(kù)，保證這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含待識(shí)別目標(biāo)的全部特征數(shù)據(jù)。顯然從目前來(lái)看難度頗高，還無(wú)法做到。而對(duì)于激光雷達(dá)，它不依賴環(huán)境光，可直接探測(cè)、三維成像，識(shí)別靜物更加精確可靠。雖然其目前成本頗高，但隨著市場(chǎng)化價(jià)格在將來(lái)也會(huì)逐步下降。將激光雷達(dá)與雷達(dá)、攝像頭融合，能較好地識(shí)別出特斯拉所“看不到”的障礙物，提高行車安全性。

　　如果想得更遠(yuǎn)一些，消費(fèi)者也許會(huì)再問(wèn)，那一輛車上多安裝一些激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和攝像頭不就能實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛了嗎？

　　很遺憾，答案也是不行！因?yàn)閭鞲衅鞔娌涣舜竽X，感知代替不了認(rèn)知。我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，沒(méi)有任何一種傳感器能保證在任何情況下都提供完全可靠的信息。很簡(jiǎn)單的一個(gè)道理，如果一個(gè)小孩告訴你他有超能力，能夠精確感應(yīng)到200米內(nèi)的一切東西，你會(huì)覺(jué)得他是“老司機(jī)”嗎？不是！這小孩連車都沒(méi)開過(guò)，那超能力除了讓他看得特別清楚以外，不能教會(huì)他如何開車。

　　■自動(dòng)輔助駕駛≠自動(dòng)駕駛不要拿生命開玩笑

　　在自動(dòng)駕駛技術(shù)還不那么完美時(shí)，人與自動(dòng)駕駛汽車的交互非常重要，既要敏捷，也要全面。駕駛員需要加強(qiáng)理論素養(yǎng)，理論素養(yǎng)到位，才不至于因?yàn)槊つ棵孕抛詣?dòng)駕駛功能而導(dǎo)致事故的發(fā)生。

　　特斯拉車主在駕駛過(guò)程中睡著這一幕讓人看到感到揪心。盡管特斯拉一再重申要求駕駛員始終將手放在轉(zhuǎn)向盤上，準(zhǔn)備隨時(shí)接管車輛，但仍有車主要反其道而行之，殊不知如果前方出現(xiàn)障礙物，你的愛車是“看不見”的。

　　駕駛員需要明確的是，L2級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)，駕駛員需要保持注意力對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視，車輛由駕駛員與系統(tǒng)配合控制；L3級(jí)自動(dòng)駕駛汽車在遇到無(wú)法應(yīng)對(duì)的情況時(shí)需要駕駛員接管車輛；只有L4級(jí)和L5級(jí)自動(dòng)駕駛汽車駕駛員才能解放雙手。不過(guò)，基于現(xiàn)有技術(shù)以及法律法規(guī)條件，目前L4及以上級(jí)別距離量產(chǎn)仍然有著較遠(yuǎn)的距離。

　　所以，駕駛員在接觸自動(dòng)駕駛汽車輔助系統(tǒng)的初期，如果對(duì)“自動(dòng)駕駛”的理解不充分，很容易出現(xiàn)一些狀況。事實(shí)上，搭配自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)的車輛一般會(huì)以多種形式向駕駛員展示相關(guān)重要信息，如開啟方式、接管方式、預(yù)警方式和含義等。這些操作規(guī)范類的信息傳遞將使駕駛員快速、直觀地了解“自動(dòng)駕駛”。

　　直白地說(shuō)，你可以把目前擁有自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)的車輛當(dāng)成一個(gè)小學(xué)生在做作業(yè)，在較難的題目還是需要老師在旁邊幫助解答。

　　最后給用戶一些友情建議：基于現(xiàn)有技術(shù)及法律法規(guī)要求，在啟用輔助駕駛時(shí)，雙手不要離開轉(zhuǎn)向盤，做好隨時(shí)接管車輛的準(zhǔn)備。一定要注意在路面的情況，強(qiáng)光、逆光行駛注意控制轉(zhuǎn)向盤和車速，高速行駛進(jìn)行車道保持功能要控制與前車間距，腳要放在制動(dòng)踏板上，保持合理車距，要從一大堆事故案例中吸取教訓(xùn)。

　　編者總結(jié)：

　　目前全球范圍內(nèi)的自動(dòng)駕駛水平尚處于L3向L4級(jí)突破的階段，當(dāng)前所有車輛上搭載的自動(dòng)駕駛功能都只能起到輔助的作用。面對(duì)一個(gè)新的技術(shù)，新的應(yīng)用，用戶的理解與生產(chǎn)方、技術(shù)方的理解可能不在一個(gè)層面，用戶的理解往往容易劍走偏鋒。因此，廠商更應(yīng)該小心謹(jǐn)慎，對(duì)用戶的安全負(fù)責(zé)。與此同時(shí)，對(duì)于自動(dòng)駕駛，消費(fèi)者既要有感性的熱情，也要有理性的思考，這才是我們應(yīng)該提倡的心態(tài)。