為何自動(dòng)駕駛事故頻發(fā)？
技術(shù) 發(fā)布于：2020-07-28 14:57:05
6月1日，中國(guó)臺(tái)灣省嘉義縣，一輛特斯拉Model 3在高速行駛時(shí)，徑直撞向一輛翻倒在公路上的大卡車。監(jiān)控顯示，白色卡車側(cè)翻在地，同車道Model 3直奔卡車沖來(lái)，沒(méi)有絲毫減速。當(dāng)天天氣晴朗，視野良好，站在隔離帶旁的卡車司機(jī)朝Model 3揮手致意。即便如此，這輛Model 3也沒(méi)有及時(shí)剎車，結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)地撞向卡車。
事后當(dāng)?shù)亟痪挤Q：“司機(jī)表示，車輛行駛時(shí)開(kāi)啟了特斯拉的Autopilot功能，將車速固定在了110km/h，途中分神，沒(méi)有將注意力集中在車輛和道路上。最后導(dǎo)致事故。”
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6月24日，深圳市南坪快速東行方向，一輛Model 3與試圖并道的渣土車發(fā)生碰撞。特斯拉車主稱，自己的Model 3在開(kāi)啟Autopilot狀態(tài)下跟車，但車輛未能識(shí)別到側(cè)前方并線的渣土車，不僅沒(méi)有采取制動(dòng)或避讓措施，還加速直接撞了上去。
特斯拉對(duì)事故車輛進(jìn)行調(diào)取分析后表示，事發(fā)時(shí)車主的雙手處于脫離方向盤的狀態(tài)，并且沒(méi)有檢測(cè)到制動(dòng)信號(hào)。最后判定為車主操作不當(dāng)，而非Autopilot的問(wèn)題。車主對(duì)特斯拉的結(jié)論表示質(zhì)疑，提出異議。
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7月14日，美國(guó)亞利桑那州，一輛黑色特斯拉Model S在本森附近的10號(hào)州際公路上與警車相撞，繼而導(dǎo)致警車與一輛救護(hù)車發(fā)生連環(huán)追尾。車主是一位來(lái)自加州爾灣市的23歲男子，他事后表示，車輛發(fā)生碰撞時(shí)，他正在使用特斯拉的Autopilot功能。
短短一個(gè)多月時(shí)間，接二連三的事故，全部都與Autopilot有關(guān)，這也讓特斯拉的“自動(dòng)駕駛”再次被推上風(fēng)口浪尖，受到眾多消費(fèi)者的質(zhì)疑。
就在7月，德國(guó)一家監(jiān)督機(jī)構(gòu)Wettbewerbszentrale，針對(duì)特斯拉Autopilot提出了“虛假宣傳”的指控，并將此案提交給了德國(guó)法院，稱特斯拉使用的術(shù)語(yǔ)或字眼在自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)方面誤導(dǎo)了公眾。德國(guó)法院判定指控合理，隨即禁止特斯拉在其德國(guó)網(wǎng)站及其他德國(guó)廣告中使用帶有“完全自動(dòng)駕駛功能”的字眼。
這已經(jīng)不是特斯拉的Autopilot第一次受到監(jiān)管部門的關(guān)注了，就在今年2月份，美國(guó)國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)（NTSB）公開(kāi)抨擊特斯拉未能有效防止司機(jī)濫用Autopilot系統(tǒng)，并表示特斯拉對(duì)自動(dòng)駕駛輔助功能缺乏系統(tǒng)保障。
那么問(wèn)題就來(lái)了：特斯拉是不是虛假宣傳呢？
回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們先來(lái)看看自動(dòng)駕駛的分級(jí)定義。目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的參考，是SAE International（國(guó)際汽車工程師協(xié)會(huì)）在2014年提出的自動(dòng)駕駛汽車分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：
我們來(lái)細(xì)看各個(gè)級(jí)別的定義（熟悉該定義的朋友可以跳過(guò)這一段）：
——Level 0級(jí)，純手動(dòng)機(jī)械駕駛，僅有基本的安全提示，ABS（自動(dòng)防抱死）安全配置都沒(méi)有，這類民用車已經(jīng)很少見(jiàn)了。
——Level 1級(jí)，配置了諸如AEB（自動(dòng)緊急剎車）、ABS以及ABS基礎(chǔ)上升級(jí)的ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)），還有高速路段常用的定速巡航、ACC自適應(yīng)巡航功能（安全車距保持）。這是目前最常見(jiàn)的輔助駕駛配置，當(dāng)然，部分安全功能需要選配。
——Level 2級(jí)，如果說(shuō)L1級(jí)是縱向控制，那么L2級(jí)就是開(kāi)始引入橫向控制，如LKA（車道保持）、主動(dòng)變道等功能。此時(shí)汽車主要是減少駕駛員的操作負(fù)擔(dān)，大部分情況下，駕駛員還是要接管方向盤。
——Level 3級(jí)，進(jìn)一步脫離人類依賴，能夠自適應(yīng)駕駛路況，根據(jù)導(dǎo)航選擇道路，主動(dòng)變道超車，能夠自行判斷行駛條件，并決定是否將駕駛權(quán)交還駕駛員。此時(shí)，駕駛員還是要實(shí)時(shí)監(jiān)控路況。
——Level 4級(jí)，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛，能夠應(yīng)付絕大部分路況，行駛過(guò)程中無(wú)需駕駛員介入，輸入地點(diǎn)和導(dǎo)航信息即可上路，在極特殊的情況下會(huì)提示駕駛員接管車輛。L4相對(duì)于L3，是一個(gè)本質(zhì)的跨越，汽車和司機(jī)的身份開(kāi)始發(fā)生轉(zhuǎn)變，汽車由輔助系統(tǒng)變?yōu)檎嬲乃緳C(jī)，人類則由司機(jī)變?yōu)槌丝汀?/p>
不再需要實(shí)時(shí)監(jiān)控路面
——Level 5級(jí)，全天候自動(dòng)駕駛，無(wú)論什么天氣環(huán)境、什么路況都能應(yīng)對(duì)自如，甚至能夠在駕駛員無(wú)反應(yīng)的情況下做出自主判斷，做到像大腦一樣思考和學(xué)習(xí)，此時(shí)，汽車完全拋棄方向盤、動(dòng)力、制動(dòng)踏板，人類徹底成為乘客。這是自動(dòng)駕駛的終極目標(biāo)。
當(dāng)然，上述分級(jí)只是一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)，并非所有的車企都是按照這條線路前進(jìn)，但從自動(dòng)化進(jìn)程來(lái)看，技術(shù)是沿著輔助駕駛-條件自動(dòng)駕駛-高度自動(dòng)駕駛-無(wú)人駕駛的方向前進(jìn)。到目前為止，大部分車企都停留在L2，少部分車企開(kāi)始探索L3，自動(dòng)駕駛研發(fā)公司（非量產(chǎn)車）則朝著L4努力。
那特斯拉的Autopilot是什么水平呢？
我們以最新的Model 3為例，Model 3最新的Hardware 3.0標(biāo)配8顆攝像頭，1顆毫米波雷達(dá)和12顆超聲波傳感器。至于激光雷達(dá)，特斯拉直接選擇無(wú)視（這也導(dǎo)致了一些問(wèn)題，我們稍后會(huì)說(shuō)到）。
Model 3的8顆攝像頭，有3顆攝像頭負(fù)責(zé)前方視野，剩下5顆攝像頭則負(fù)責(zé)監(jiān)控車輛側(cè)面和后方。此外，Model 3還整合了處理能力增強(qiáng)版的1顆前視雷達(dá)，為車輛提供額外的環(huán)境數(shù)據(jù)，同時(shí)在雨霧、砂塵等天氣充當(dāng)安全冗余。
至于那12顆超聲波傳感器，雖然工作半徑較短，不過(guò)它能在任何速度下穩(wěn)定工作，主要是針對(duì)車輛控制盲區(qū)時(shí)使用。關(guān)于車輛方位的確定，特斯拉依靠的是GPS。
除了傳感器方面的支持，Hardware 3.0還有一顆心臟——FSD芯片。它用上了兩塊自研SoC，兩塊GPU，兩塊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器和一塊鎖步CPU。為了提升神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器的存取速度以提升計(jì)算能力，每顆FSD芯片內(nèi)部還集成了32MB高速緩存。
從特斯拉官方公布的數(shù)據(jù)來(lái)看，Autopilot HW 3.0能夠處理來(lái)自8路攝像頭同時(shí)工作產(chǎn)生的每秒2300幀圖像，總算力達(dá)到了144TOPS。這樣的性能無(wú)論是在車載運(yùn)算系統(tǒng)，還是消費(fèi)級(jí)電腦中，都算是頂尖級(jí)別了。
除此之外，特斯拉Autopilot還有一個(gè)秘密武器——影子模式。它的原理是，當(dāng)特斯拉的Autopilot處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，傳感器會(huì)從后臺(tái)探測(cè)車輛行駛道路周圍的數(shù)據(jù)。人們駕駛時(shí)，機(jī)器能夠?qū)W習(xí)人類駕駛員的駕駛操作，從而達(dá)到提升自動(dòng)駕駛能力的目的。自2015年特斯拉開(kāi)始在車輛上搭載Autopilot硬件以來(lái)，影子模式已經(jīng)后臺(tái)行駛超過(guò)30億英里。
這些從真實(shí)公路上采集的數(shù)據(jù)，在經(jīng)過(guò)篩選清洗標(biāo)注后，被用于訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)的算法，算法再被進(jìn)一步封裝，以 OTA 的方式裝載到用戶車載計(jì)算機(jī)的芯片上。數(shù)據(jù)-算法學(xué)習(xí)-更多數(shù)據(jù)-更優(yōu)算法，這就是特斯拉Autopilot實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的方式。
那么這些技術(shù)能為特斯拉帶來(lái)什么具體功能呢？
我們來(lái)看看那特斯拉的官網(wǎng)是怎么描述的：
官方給出的定義是：車輛能夠根據(jù)其他車輛與行人，在行駛車道內(nèi)自動(dòng)輔助實(shí)施轉(zhuǎn)向、加速和制動(dòng)；能夠在高速公路上自動(dòng)輔助變換車道；能夠自動(dòng)駛?cè)牒婉偝龈咚俟吩训阑蛄⒔粯虿砺房冢^(guò)行駛緩慢的車輛。同時(shí)還將推出：識(shí)別交通信號(hào)燈和停車標(biāo)志并做出反應(yīng)；在城市街道中自動(dòng)輔助駕駛等功能。
我們可以看到，特斯拉在功能描述中，多次強(qiáng)調(diào)『輔助』這個(gè)詞，似乎在說(shuō)明它只是駕駛員的輔助功能，但是在該系統(tǒng)的說(shuō)明中，官方又將其定義為『完全自動(dòng)駕駛能力（Full Self-Driving Capability）』，一個(gè)『輔助』，一個(gè)『完全』，確實(shí)容易讓人產(chǎn)生歧義。這是第一個(gè)問(wèn)題。
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再來(lái)，我們根據(jù)特斯拉對(duì)于Autopilot的功能描述描述，再回到之前自動(dòng)駕駛的定義去對(duì)號(hào)入座，可以發(fā)現(xiàn)Autopilot充其量也只達(dá)到L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛能力，距離L4級(jí)自動(dòng)駕駛還有不少的距離。而這里，就是第二個(gè)問(wèn)題，也是Autopilot的尷尬之處——
除非滿足一定條件，否則L3系統(tǒng)會(huì)采取『提示駕駛員接管』的方式移交車輛控制權(quán)。然而從系統(tǒng)發(fā)出提示，到駕駛員真正接管的這段時(shí)間內(nèi)，人類和機(jī)器兩種責(zé)任主體實(shí)際上同時(shí)存在于駕駛過(guò)程中。也就是說(shuō)，L3 在實(shí)際應(yīng)用中，反而將自動(dòng)駕駛的控制權(quán)復(fù)雜化了。
復(fù)雜的責(zé)任主體會(huì)帶來(lái)一個(gè)后果——發(fā)生緊急情況時(shí)，確定新行為承擔(dān)者的過(guò)程會(huì)變得遠(yuǎn)比L1/L2或L4/L5更為復(fù)雜。L1/L2作為輔助駕駛功能，其本質(zhì)意義在于減輕司機(jī)在駕駛過(guò)程中的負(fù)擔(dān)，說(shuō)白了就是『讓你開(kāi)起來(lái)沒(méi)那么累』，駕駛主體還是在人；L4/L5則能夠高功能地接管車輛，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，也就是『讓你開(kāi)起來(lái)不用操心』，駕駛主體轉(zhuǎn)移到車。
而L3呢？在L3級(jí)自動(dòng)駕駛下，駕駛員雖然可以撒手，但又要隨時(shí)準(zhǔn)備接管，這樣時(shí)刻戒備的狀態(tài)本身就違背了自動(dòng)駕駛的初衷。一旦系統(tǒng)允許駕駛員放開(kāi)方向盤，司機(jī)從高度集中的駕駛狀態(tài)中脫離出來(lái)之后，要突然重新集中注意力來(lái)接管車輛，需要一段反應(yīng)時(shí)間，而這段反應(yīng)時(shí)間就是最容易出現(xiàn)事故的，多個(gè)真實(shí)案例也說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題。
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況且，Autopilot的功能并沒(méi)有達(dá)到它描述的那么完美。
自動(dòng)駕駛涉及的方面太多，基本操作有車速、轉(zhuǎn)向、剎車等，傳感器至少有雷達(dá)、攝像頭和GPS，為了乘客舒適度和車身穩(wěn)定，還有慣性加速度傳感器、三維陀螺儀等傳感器。中間的處理單元就更加復(fù)雜了，涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、精準(zhǔn)定位等多個(gè)方面。
我們都知道，一個(gè)系統(tǒng)越復(fù)雜，出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)就更大。我們已經(jīng)有案例，來(lái)自McAfee的研究報(bào)告顯示，技術(shù)人員用膠帶橫貼在時(shí)速「35」英里限速標(biāo)志「3」數(shù)字正中間，這小小改變導(dǎo)致車輛誤判速限為「85」英里，隨即車輛的Cruise Control System自動(dòng)加速到超速。針對(duì)于特斯拉這樣重點(diǎn)依賴視覺(jué)攝像頭的方案來(lái)說(shuō)（無(wú)激光雷達(dá)），各種視覺(jué)欺騙、激光照射、不規(guī)范的交通信號(hào)標(biāo)識(shí)，都將成為導(dǎo)致事故的隱患。
就拿深圳這一起事故來(lái)說(shuō)，特斯拉Autopilot識(shí)別加塞的邏輯，是需要前車車身或車尾的二分之一進(jìn)入本車道時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)認(rèn)為是這是一次加塞。在本起事故中，大貨車大約有六分之一進(jìn)入了特斯拉的車道，無(wú)法判斷是否達(dá)到加塞閾值，但是龐大的車體已經(jīng)對(duì)車道進(jìn)行霸占。
并且，特斯拉側(cè)面主要依靠攝像頭來(lái)進(jìn)行識(shí)別，而攝像頭只能夠看到大貨車的局部特征，無(wú)法判斷大貨車是不是一輛車、是多大一輛車，這就造成了視覺(jué)識(shí)別失誤。
至于超聲波雷達(dá)在這次事故中也存在可能漏判。大貨車的車輪駛進(jìn)車道時(shí)，車輪經(jīng)過(guò)，雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為有障礙物。但由于大貨車底盤高，當(dāng)車輪通過(guò)后，雷達(dá)又會(huì)判定沒(méi)有障礙物，系統(tǒng)此時(shí)可能過(guò)濾掉了超聲波雷達(dá)的監(jiān)測(cè)結(jié)果。
此時(shí)，傳感器無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別現(xiàn)實(shí)環(huán)境，而計(jì)算機(jī)基于有限信息進(jìn)行的判斷，自然與實(shí)際情況不相符，進(jìn)而導(dǎo)致了這起事故。
再說(shuō)臺(tái)灣的例子。一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)駕駛公司在開(kāi)發(fā)視覺(jué)感知時(shí)，基本上采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)具備遷移和泛化特點(diǎn)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是舉一反三的能力。
由于Autopilot對(duì)這起事故中翻倒的大貨車沒(méi)有識(shí)別經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)不出來(lái)這是一輛車，甚至在白色的反光下都不能準(zhǔn)確判定是否為障礙物。于是Autopilot沒(méi)有采取任何躲避措施，直直地撞了上去。
2016年佛羅里達(dá)的高速公路上，幾乎是同樣的情景，一輛Model S直接撞上一輛拐彎中的貨車，結(jié)果如出一轍。遺憾的是，駕駛員在那起車禍中喪生。
所有的視覺(jué)檢測(cè)任務(wù)，都是先有完整的場(chǎng)景需求，然后根據(jù)場(chǎng)景需求進(jìn)行算法設(shè)計(jì)，而算法都是有局限性和邊界的。這便是特斯拉Autopilot和許多依賴視覺(jué)檢測(cè)方案的天然缺陷（沒(méi)有激光雷達(dá)）。這種缺陷體現(xiàn)到大貨車的視覺(jué)檢測(cè)上，就更為明顯。
因?yàn)榇筌嚨漠愋蛙囕v種類非常多，小車無(wú)非是SUV還是轎車的區(qū)別。但大車種類豐富，包括有拖掛車、平板車、水泥罐車等，尤其是近距離大貨車視覺(jué)檢測(cè)，攝像頭往往只能看到車輛的局部，更加難以判斷車輛。
再加上這些大貨車在道路上出現(xiàn)的頻率相比小車來(lái)說(shuō)要低很多，沒(méi)有足夠的機(jī)會(huì)去收集足夠數(shù)據(jù)并進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)。Autopilot想要實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)駕駛，這些問(wèn)題都是必須要解決的。
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最后總結(jié)一下，特斯拉Autopilot的技術(shù)水平在業(yè)內(nèi)屬于第一梯隊(duì)，在真實(shí)道路中也具備一定的實(shí)用性，但是：（1）特斯拉對(duì)Autopilot的宣傳，讓消費(fèi)者容易產(chǎn)生理解誤差；（2）Autopilot的功能定位也暗藏使用邏輯上的矛盾；（3）Autopilot對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)的依賴，還存在某些未攻克的難點(diǎn)。所有這些加起來(lái)，就導(dǎo)致駕駛員在過(guò)分相信Autopilot時(shí)事故頻發(fā)。
在這里，我們不贊成車企為還未實(shí)現(xiàn)的技術(shù)進(jìn)行前置宣傳，因?yàn)檫@很容易對(duì)消費(fèi)者產(chǎn)生誤導(dǎo)。如果車企的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)無(wú)法處理所有的場(chǎng)景，那就應(yīng)該明確告知消費(fèi)者該功能的局限性，而非夸大宣傳。此外，本土化適應(yīng)性也是需要解決的問(wèn)題，針對(duì)中國(guó)道路的復(fù)雜性和國(guó)人的交通習(xí)慣，特斯拉或許應(yīng)該采用更加保守算法，同時(shí)更加注重對(duì)車主的教育宣傳。
自動(dòng)駕駛確實(shí)是未來(lái)的技術(shù)發(fā)展方向，但就目前而言，市面上能夠使用的“自動(dòng)駕駛”或“輔助駕駛”功能都脫離不了駕駛員的操作，大家在駕駛時(shí)仍需集中注意力，切勿過(guò)分相信某些功能。道路千萬(wàn)條，安全第一條。
最后，我們回到文章開(kāi)頭的問(wèn)題『特斯拉的自動(dòng)駕駛是不是虛假宣傳呢？』
寫到這里，筆者不禁想到另一個(gè)大家熟知的食物：
以上。
（圖/文/攝：皆電 唐科）
簡(jiǎn)介：不喜歡汽車的攝影師不是好鏟屎官，喵！
