L5级别的自动驾驶,到底能实现吗?

引言 |霹雳游侠离我们还很远

拍摄于2004年的《机械公敌》,很精准地描述了一种贴近现实的自动驾驶场景:

威尔·史密斯坐在车里,奥迪RSQ自动驾驶,当他准备接管时,系统提示“Manual Override”,旁边的女主角惊讶道:你要自己开?

在该片的设定中,自动驾驶已经是默认状态,而人工驾驶则需要Override,覆盖指令。这就是L5级别的自动驾驶。

《机械公敌》,也是对于所谓“自动驾驶”的一种最现实的描述。

1自动驾驶的必要性

我们先来看一个根本性的问题:为什么需要自动驾驶?车聚君认为有三点原因:

▎自动驾驶可以增大人类的自由度,解放一部分时间;不是所有人都喜欢开车的,也不是所有人都雇得起司机,因为让车子自己开,便可以利用这部分时间做别的事情,比如开个两小时的电话会议、查看下比特币又跌了多少、跟小别三日的女朋友Facetime一下等等。

▎自动驾驶能辅助人类的驾驶技能;对于驾驶水平一般的人,他对于路况和车况的预判能力有限,机器可以辅助他做决策,比如如今很普及的盲点监测系统,对女司机来说是个宝。

▎自动驾驶能改善社会风气,让路怒症消失,车和车之间在道路上相处更加和谐,从而更遵守交通法规、避免出现事故;比如在高速上,有些小(nao)白(can)司机突然减速,导致后方引起了一连串堵车,事故发生概率增大。

所以,自动驾驶作为一种驾驶辅助工具,很有必要普及,甚至强制配备。如今的各种驾驶辅助配置,比如盲点监测、车道保持、自动巡航、刹车辅助等,都是自动驾驶的组成部分,它们在一定程度上已经提升了车子的“智商”,只不过控制它们的是单片机而不是英伟达的GPU主板。

现在,权威机构已经对“智商”做了分级,即我们通常讲的L1~L5等级划分,每个等级对应不同智能程度的自动驾驶系统。

实际上,美国的NHTSA和国际汽车工程师学会(SAE International)都做过一个分级,现在NHTSA也采用了后者的分级标准。我们梳理了SAE对于L1~L5的详细定义:

其中,L0即人工驾驶。从L1~L5,机器逐步接管,到了L5,就是所谓的全自动驾驶,可以应对各种工况。

比如,新奥迪A8的Audi AI,就属于上述L3级别的自动驾驶。特斯拉的增强版Autopilot,严格来说应该属于L2.5,还未达到L3级别。

2定义全自动驾驶

几乎所有人都在YY一个场景:未来你的爱车,能自己开上西直门立交桥,然后在出租车司机、公交车、新手党的左右夹击下顺利突围。

这个场景,车聚君觉得不是不可能实现,而是没必要。我们都在设想车辆的高度智能,但却忽略了道路本身的配合。道路也在同步升级!

《机械公敌》中,奥迪RSQ行驶在一个封闭的隧道中,没有行人、外卖和“极品飞车”,而且道路非常平直,有十分清晰的车道线,有自动清障机器人。

这种场景下,自动驾驶很容易实现。所以这里就要引出一个概念:ODD。

ODD全称Operational Design Domain,它框定的是自动驾驶车辆所适用的工况。任何一台自动驾驶车辆,都必须有一定限定的工况。这个工况可以很宽泛,也可以很精准。

ODD的宽泛程度,决定了车辆能胜任什么样的场景。比如,一台车的自动驾驶系统只能在高速上使用,它可以保持车道、自动超车、自动跟车、自动上下匝道、自动通过ETC等等,但到了城市里就无法完全自动驾驶。

讨论自动驾驶,要先明确工况。任何行业都没有大跃进,必须一步步来。如果连高速公路的场景都还未实现完全自主应对,还YY什么车子从车库开出来把你载到公司的场景呢?

早在2013年,奔驰研发了辆自动驾驶的S500 Intelligent Drive,沿着一条固定路线在公开道路上行驶了103km。这条线路就是它的ODD,离开这条线路,它可能无法全程自动驾驶。

所以,离开了ODD谈自动驾驶,都是耍流氓。

3100%的自动驾驶无法实现

ODD的概念已经解释,还有一个名词叫做OEDR,即Object and Event Detection and Response。

ODD是目的,OEDR是手段。简单来说,就是明确一台自动驾驶汽车能适用什么工况,然后再明确它为了应对这些工况能做些什么,也就是对于物体和事件的侦测与反馈水平。

讲到这,激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器、摄像头等一系列硬件登场了,它们是车辆的“五官”,代替人类感知周围的环境。

然后,中央电脑把这些数据进行处理,传回服务器,服务器的软件做决策,告诉车辆怎么走才不会被主人骂。

那么问题来了,万一系统出问题了呢?万一车辆超出了ODD范围呢?这里就引出了Fall Back设计。工程师必须考虑到,万一车子自己短路或某个硬件受损,或开到了不在ODD范围的工况里,如果把风险降到最低?

降到最低,就是把车安全停下来。所以Fall Back本质上研究的是自动驾驶系统的退出机制。特斯拉的Autopilot监测到驾驶员双手不在方向盘上,就会通过仪表盘闪动、提示音等方式来警告用户,最终会自动解除,而且本次驾驶将无法再开启这一功能。

在更高度的自动驾驶中,任何一个微小的事件都可能引起系统的崩溃。例如,感知车道线的前方车辆的摄像头被脏东西盖住,那么系统就要找出应对方案,确保驾驶员和车辆自身安全。

这还是考虑到每个传感器都是100%有效的情况下。比如,Mobileye的识别率高达99%,但仍然不是100%。每个单独的传感器都是99%,乘积就越来越小。一个误报,全盘失效。

这样来说,真正的自动驾驶还能实现吗?难。所以说,要限定ODD范围,比如《机械公敌》中的隧道公路,就可以实现最大程度的自动驾驶。

车聚小结

所以,所谓的L5级别自动驾驶是很难实现的。考虑到路况在不断变化,随机事件的出现可能直接打断自动驾驶的思考过程。

算法再智能,地图精度再高,传感器再强大,也无法保证绝对的自动驾驶。在关键时刻,人类还是要Override。

除非,我们已经研发出《钢铁侠》里的JARVIS那种人工智能。

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