奥迪自动驾驶:不要谎报军情 Audi Autonomous Driving:Never lies

原文来自车云网,作者王珺,原文题目为“奥迪自动驾驶第二课:不要谎报军情”。

Original post from CheYun, by Jun Wang. In this post, the writer discusses about how Audi manages to teach the vehicle behaving smart.

今年CES上,自动驾驶了将近900多公里,把自己从旧金山开到了拉斯维加斯会场的奥迪A7概念车很是出了一阵风头。要知道,当时坐在驾驶座后面的并不是一个经验丰富的工程师,而是应邀而来的一位记者。

我们都知道,要让车辆学会自动驾驶,第一课必须是让它能够感知到这个世界,看到自己周围的场景,变得耳聪目明,而后做出种种判断。那么第二课是什么呢?这个想必不同的授课老师有不同的教学路线,奥迪选择的路线是:让车辆学会明辨物体,不要谎报军情。

在完全自动驾驶车辆出现之前,现在的自动驾驶从技术上已经可以满足日常使用了,但是当遇到一些复杂状况,或意外事故时,还需要把主导权交回到人类的手中。因而,不论是车云菌刚体验过的沃尔沃,还是后来宣讲过的宝马,以及其他所有在从事自动驾驶研究的企业来说,如何保证自动驾驶的安全是最为重要的。

但是,奥迪在这方面有点不太一样的看法。安全固然重要,但是如果为了保证安全而紧张过度,也是不好的,所以现在奥迪的工程师们在致力于的一项工作是,让自家的自动驾驶系统能够在保证安全的前进下,不会谎报军情。

奥迪的自动驾驶系统由zFAS这个大脑在总管。zFAS由四个处理器组成:英伟达K1处理器用来收集四个摄像头的数据,并完成车辆在低速行驶时所需要完成的动作;英飞凌的Aurix处理器主要负责一些额外的琐碎杂事;Mobileye的EyeQ3进行视觉信息处理;而来自阿尔特拉的Cyclone FPGA(Field Programmable gate array,现场可编程门序列)则充当传感器融合器。zFAS通过这些处理器控制摄像头、雷达、超声波传感器,将他们收集到的数据进行整合,让车辆能够“看得见”和感知到外面的世界。

“所有传感器收集到的数据最终都会进入传感器融合器(sensor fusion box),”奥迪AG驾驶辅助系统的架构主管Matthias Rudolph介绍到,“利用这些输入的信息,最终会将车辆周边的环境虚拟化。”

目前zFAS是由很多台电脑共同组成的,奥迪准备在第二课的同时对硬件设备予以整合,希望最终能够集成到一块主板之上。

对应的,这套系统的软件构架也是分层的。感知传感器的程序形成了第一层,第二层是融合层,用于将地图、道路标志等数据进行整合,整合之后的数据用于分析,能够增加可靠性。

Rudolph举例说明:“雷达并不擅长于计算出车辆的宽度,但是一个摄像机可以。如果我们能够将这些数据整合到一起,那么对于车辆前方的状况,我们就能够得到一个更为清晰的勾勒。”

如果车辆不能够准确识别什么是有威胁性的,什么是无害的,做出正确地判断和动作,那么会产生两种可能性:

  1. 错误地将无害事物的危险性定义较高,比如路面上只有一个小石头,结果车辆却因为前方有“障碍物”而停车,紧张过度;
  2. 将行人或者障碍物错判,结果发生安全事故。

而这两种情形,是自动驾驶工程师们都不希望发生的。“如果车辆自动刹车了,但是车辆前方没有任何事物,那么就会让驾驶员对系统的准确度产生怀疑。次数一多,信任就很难再次构建。所以我们必须不能出错。”

奥迪让zFAS通过观察移动的目标,根据车辆的行进路线和速度来分析是否存在碰撞的可能,静止的物体也同样如此。“我们也会让车辆注意观察那些固定的物体,不管是堵墙还是一辆停泊的车,都不希望会撞上他们。”

对于所有的自动驾驶系统来说,行人是最大的挑战。行人比车辆更难以监控和分类,而且行人在道路上的自由度更高。奥迪使用一个单目摄像头来检测行人。有的时候行人会有一些奇怪的举动,比如说行人突然加快速度奔跑,如果是沿着路边,那么是安全的;如果冲向马路,就不安全了;行人也会在街边打闹……这些举动都必须让自动驾驶车辆慢慢学会去辨识,不能因为某一个动作就让车辆成为惊弓之鸟,必须在真的可能会产生危险的时候才会停下来。

“车辆发现行人之后,会计算两者接触的时间。我们希望的理想状态是,当车辆停止的时候,车辆与行人之间的距离会是非常近,能够在仅仅几厘米的距离之外停下,而不是在几米开外就停住。”这样的原则设定并不能提高通行效率,反而会可能带来阻碍。

当然,虽然说自动驾驶系统致力于躲避开一切行人与道路占用者,但是在现阶段,碰撞并不太可能被完全避免。“当计算发现无法避免事故发生的时候,车辆会自动转弯以最大程度去降低造成的伤害。”

这样的情形大多会发生在人类驾驶员没能及时接管车辆的时候,因为自动驾驶车的经验还不足以避免碰撞。奥迪在车内安装有一个LED灯警示系统,以便告诉驾驶员什么时候他们需要接管车辆。每当这个时候,LED灯会闪烁。驾驶员可以通过踩刹车,或者急转弯来接管车辆。车辆内部会有一个摄像机用来观察驾驶员的行为,所以发现驾驶员精力不集中,在作别的事情,灯光的闪烁会加强,如果需要的话,还会有声音告警。

“在自动驾驶模式下,我们随时都可能需要人类接管车辆,所以我们需要知道驾驶员在做什么。”

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无人驾驶汽车研究员 半吊子摇滚混子乐手 Researcher on Intelligent Vehicle Guitarist/Singer/Rocker
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