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自今年以来,特斯拉的自动驾驶发生了几起致命事故。通过业内人士的分析,至少暴露当前两个问题:一方面,当前自动驾驶传感器系统还存在缺陷;另一方面,人们对于自动驾驶功能的预期过高,在使用该功能时过于放松警惕。
在 360 汽车安全实验室首个 V-Hacker(Vehicle Hacker)「汽车黑客训练营与特斯拉车主面对面」活动上,360 汽车安全实验室负责人刘健皓向车主们讲解了自动驾驶传感器工作原理,以及如何在自动驾驶下更安全驾驶。
自动驾驶原理
国内很形象地把自动驾驶形容为有「眼睛」、「耳朵」、「大脑」以及「手」和「脚」。
在特斯拉的车上,它的「眼睛」和「耳朵」就是一个前置摄像头、车底部的毫米波雷达。随着特斯拉 Autoplilot 系统的更新,其 7.0 版本能够识别出前方一辆车,到了 7.2 或者 8.0 版本,可以识别出前方五辆车。并且,它还可以判断出扯得类型,比如卡车、小轿车和电瓶车。
「大脑」是传感器,感知周围环境以后,把数据传回到中央控制器,由中央控制器来做判断和路径规划。特斯拉的很多功能依赖于电子功能,所以「手」和「脚」是由「大脑」来控制,「眼睛」和「耳朵」来感受周围环境。
Autopilot 是一个怎样的系统?
特斯拉 Autopilot 的启用条件有两个:在看清楚和识别车道线的前提下,时速在 30 英里(48 公里)以上以及在 Autohold 能够识别前方车辆的情况下,即可使用辅助驾驶功能。
特斯拉的自动驾驶在汽车行业里面,可以归结为两个功能:
特斯拉 Autopilot 系统的成本非常低廉:由 1 个摄像头、1 个毫米波雷达以及 12 个超声波传感器组成。
在这种情况下,用非常低配的方式,特斯拉依靠其算法来实现汽车自动驾驶的能力。
传感器有哪些不可靠的地方?
超声波传感器布置在车身周围,用于探测距离和障碍物。超声波雷达可以通过一个小型设备对其进行干扰。
特斯拉 Autopilot 系统使用超声波雷达去检测周围的障碍物,如果周围没有障碍物,可以启动自动驾驶系统,一般用于自动泊车和测距。
特斯拉选用的是 77GHz 的毫米波雷达。毫米波雷达的干扰成本比较高,需要显示器信号发生器,信号放大器和天线,这套设备加起来是 120 万人民币。
为什么它能检测出五辆车甚至更多的车?这是因为有一个扇形的天线矩阵,可以看到至少五辆以上的车。
问题出现最多的地方就是摄像头,它属于图像识别技术,图像识别到最后其实是深度学习和计算的问题。如果计算出错,就会产生误差,导致错误的判断和执行,进而产生事故。
摄像头用于识别车道线、交通标识、测定车距、标定测速。在特斯拉的算法里,摄像头在特斯拉 Autopilot 系统的作用至关重要的。
但是,摄像头是一个光感设备,在摄像头逆光或有强光照射的下,会使摄像头致盲,无法看清前方障碍物,这时系统会提醒驾驶员接管。比如车辆从桥洞底下出来的时候,突然间进入一个曝光比较高的场景,会有短时几秒钟的致盲,这时有可能会产生交通事故。
据刘健皓介绍,传感器被干扰之后系统得到错误的结果,一是传感器本身没有「弹性」机制,二则是在决策算法上,没有进行容错。例如,Model S 毫米波雷达的频率与波长都是被逆向得出,如果设置了弹性机制,频率随机,那么逆向的难度自然会加大。
所以,特斯拉传感器系统并非绝对可靠。在某些设备的简单干扰下,传感器「致盲」会发生误报。同样,在真正行驶过程中,特斯拉也会遇到类似问题,驾驶员稍不注意,就可能发生车毁人亡的灾难事故。
场景分析
1、高速跟车
在高速跟车的情况下,如果前方车辆突然急刹车,特斯拉 Autopilot 系统无法在瞬间停下来,它会让驾驶员接管,但即使驾驶员接管也无法在短时间内停下来。
所以,一般在高速跟车情况下,车主可以将跟车距离设置得远一些。这样前后车的距离保持得比较远,为刹车争取一些时间。同时,脚最好是放在刹车上,视线至少要在马路上。
2、车辆变道
尽量观察前后十米没有车的时候,可以启用这个功能。
超声波雷达只能测五米之内的距离,如果有些车辆车速非常快,传感器无法及时发现后面的车辆。所以变道的时候先人工目测一下周围的情况,而不是随性的打转向灯。
3、出入主辅路
出入主路的时候基本上要靠人工,不要依赖 Autopilot 系统。拐弯的时候大于一个角度(比如 45度),系统没有识别的话就会径直向前行驶。在随线拐弯或者跟车拐弯的时候,手要放在方向盘上。
最后,刘健皓还分享了关于自动驾驶十大安全攻略:
1、启用自动驾驶做辅助驾驶时,事先一定要注意在路面上的情况。
2、在强光、逆光行驶下要注意控制方向盘和车速。
3、辅助驾驶自动转弯时,转角大于 45°角时需要控制方向盘。
4、高速行驶进行车道保持功能要控制与前车车距,脚要放在刹车上。
5、跟车转弯时双手放在方向盘上,防止周边有汽车突然窜出。
6、进出高速公路主辅路时,需要控制方向盘,辅助驾驶可能无法判断障碍物。
7、在高速路行驶时,必须进入正式车道再启动自动驾驶功能。
8、在高速路上启动自动驾驶模式后,在变道时,要注意前后方车辆车距。
9、在目前技术状况下,最好在道路条件良好的情况下启用自动驾驶系统,确保驾驶安全。
10、选择合适的前方车辆跟随,然后锁定开启自动驾驶功能,不要跟随公交车,大卡车等特殊车辆。
*文中图片由刘健皓提供
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