奧迪自動駕駛第二課:不要謊報軍情

作者:王珺   |   2015 / 04 / 12

文章來源:車云網   |   圖片來源:車云網


今年CES上,自動駕駛了將近900多公里,把自己從舊金山開到了拉斯維加斯會場的奧迪A7概念車很是出了一陣風頭。要知道,當時坐在駕駛座後面的並不是一個經驗豐富的工程師,而是應邀而來的一位記者。

我們都知道,要讓車輛學會自動駕駛,第一課必須是讓它能夠感知到這個世界,看到自己周圍的場景,變得耳聰目明,而後做出種種判斷。那麼第二課是什麼呢?這個想必不同的授課老師有不同的教學路線,奧迪選擇的路線是:讓車輛學會明辨物體,不要謊報軍情。

在完全自動駕駛車輛出現之前,現在的自動駕駛從技術上已經可以滿足日常使用了,但是當遇到一些複雜狀況,或意外事故時,還需要把主導權交回到人類的手中。因而,不論是筆者剛體驗過的沃爾沃,還是後來宣講過的BMW,以及其他所有在從事自動駕駛研究的企業來說,如何保證自動駕駛的安全是最為重要的。

但是,奧迪在這方面有點不太一樣的看法。安全固然重要,但是如果為了保證安全而緊張過度,也是不好的,所以現在奧迪的工程師們在致力於的一項工作是,讓自家的自動駕駛系統能夠在保證安全的前進下,不會謊報軍情。

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奧迪的自動駕駛系統由zFAS這個大腦在總管。zFAS由四個處理器組成:英偉達K1處理器用來收集四個鏡頭的數據,並完成車輛在低速行駛時所需要完成的動作;英飛凌的Aurix處理器主要負責一些額外的瑣碎雜事;Mobileye的EyeQ3進行視覺信息處理;而來自阿爾特拉的Cyclone FPGA(Field Programmable gate array,現場可編程門序列)則充當傳感器融合器。zFAS通過這些處理器控制鏡頭、雷達、超聲波傳感器,將他們收集到的數據進行整合,讓車輛能夠“看得見”和感知到外面的世界。

“所有傳感器收集到的數據最終都會進入傳感器融合器(sensor fusion box),”奧迪AG駕駛輔助系統的架構主管Matthias Rudolph介紹到,“利用這些輸入的信息,最終會將車輛周邊的環境虛擬化。 ”

目前zFAS是由很多台電腦共同組成的,奧迪準備在第二課的同時對硬體設備予以整合,希望最終能夠集成到一塊主板之上。

對應的,這套系統的軟體構架也是分層的。感知傳感器的程序形成了第一層,第二層是融合層,用於將地圖、道路標誌等數據進行整合,整合之後的數據用於分析,能夠增加可靠性。

Rudolph舉例說明:“雷達並不擅長於計算出車輛的寬度,但是一個攝影鏡頭可以。如果我們能夠將這些數據整合到一起,那麼對於車輛前方的狀況,我們就能夠得到一個更為清晰的勾勒。”

如果車輛不能夠準確識別什麼是有威脅性的,什麼是無害的,做出正確地判斷和動作,那麼會產生兩種可能性:

1.錯誤地將無害事物的危險性定義較高,比如路面上只有一個小石頭,結果車輛卻因為前方有“障礙物”而停車,緊張過度;

2.將行人或者障礙物錯判,結果發生安全事故。

而這兩種情形,是自動駕駛工程師們都不希望發生的。“如果車輛自動剎車了,但是車輛前方沒有任何事物,那麼就會讓駕駛員對系統的準確度產生懷疑。次數一多,信任就很難再次構建。所以我們必須不能出錯。”

奧迪讓zFAS通過觀察移動的目標,根據車輛的行進路線和速度來分析是否存在碰撞的可能,靜止的物體也同樣如此。“我們也會讓車輛注意觀察那些固定的物體,不管是堵牆還是一輛停泊的車,都不希望會撞上他們。”

對於所有的自動駕駛系統來說,行人是最大的挑戰。行人比車輛更難以監控和分類,而且行人在道路上的自由度更高。奧迪使用一個單目鏡頭來檢測行人。有的時候行人會有一些奇怪的舉動,比如說行人突然加快速度奔跑,如果是沿著路邊,那麼是安全的;如果沖向馬路,就不安全了;行人也會在街邊打鬧… …這些舉動都必須讓自動駕駛車輛慢慢學會去辨識,不能因為某一個動作就讓車輛成為驚弓之鳥,必須在真的可能會產生危險的時候才會停下來。

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“車輛發現行人之後,會計算兩者接觸的時間。我們希望的理想狀態​​是,當車輛停止的時候,車輛與行人之間的距離會是非常近,能夠在僅僅幾厘米的距離之外停下,而不是在幾米開外就停住。”這樣的原則設定並不能提高通行效率,反而會可能帶來阻礙。

當然,雖然說自動駕駛系統致力於躲避開一切行人與道路佔用者,但是在現階段,碰撞並不太可能被完全避免。“當電腦發現無法避免事故發生的時候,車輛會自動轉彎以最大程度去降低造成的傷害。”

這樣的情形大多會發生在人類駕駛員沒能及時接管車輛的時候,因為自動駕駛車的經驗還不足以避免碰撞。奧迪在車內安裝有一個LED燈警示系統,以便告訴駕駛員什麼時候他們需要接管車輛。每當這個時候,LED燈會閃爍。駕駛員可以通過踩剎車,或者急轉彎來接管車輛。車輛內部會有一個鏡頭用來觀察駕駛員的行為,所以發現駕駛員精力不集中,在作別的事情,燈光的閃爍會加強,如果需要的話,還會有聲音告警。

“在自動駕駛模式下,我們隨時都可能需要人類接管車輛,所以我們需要知道駕駛員在做什麼。”(王珺)

車云網授權轉載》

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