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解密Uber自動(dòng)駕駛系統(tǒng):多重傳感器保護(hù)為何撞死人?

作者: 編輯: 來源: 發(fā)布日期: 2018.03.20
信息摘要:
因?yàn)樽詣?dòng)駕駛汽車在設(shè)計(jì)時(shí)就是為了防止這樣的事故發(fā)生。 意外進(jìn)入行駛路徑的人或物幾乎是自動(dòng)駕駛汽車工程師首先考慮的突發(fā)事件。

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Uber自動(dòng)駕駛汽車在周一撞死了一位行人。這是首例自動(dòng)駕駛汽車撞人致死事故,關(guān)注度肯定會(huì)超過以往自動(dòng)駕駛汽車事故。 然而,從表面上看,除了整體系統(tǒng)出現(xiàn)故障外,很難理解為何會(huì)發(fā)生這樣的致死事故,因?yàn)樽詣?dòng)駕駛汽車在設(shè)計(jì)時(shí)就是為了防止這樣的事故發(fā)生。 意外進(jìn)入行駛路徑的人或物幾乎是自動(dòng)駕駛汽車工程師首先考慮的突發(fā)事件。

這種情況有很多,例如突然停下來的汽車、一只鹿、過路的行人。工程師在設(shè)計(jì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)時(shí)會(huì)盡早發(fā)現(xiàn)他們,確認(rèn)并采取適當(dāng)措施,可能會(huì)減速、停車、迂回等。 Uber自動(dòng)駕駛汽車配備了一整套傳感器 Uber自動(dòng)駕駛汽車配備了多個(gè)不同的成像系統(tǒng),它們既可以執(zhí)行普通任務(wù)(監(jiān)控附近汽車、標(biāo)記和車道線),也可以執(zhí)行特殊任務(wù),例如上述讓汽車減速等措施。在這起事故中,能夠拯救受害者的圖像系統(tǒng)應(yīng)該不少于四個(gè)。 頂部激光雷達(dá) 這個(gè)位于汽車頂部的桶狀物體就是激光雷達(dá)系統(tǒng),它能夠以每秒多次的速度生成汽車周圍的3D成像。

激光雷達(dá)使用了紅外激光脈沖,遇到物體后會(huì)反彈,返回到傳感器,從而在白天或晚上相當(dāng)細(xì)致地偵測靜止和移動(dòng)的物體。 大雪和濃霧會(huì)讓激光雷達(dá)的激光器變得模糊,準(zhǔn)確性會(huì)隨著距離的變長而降低,但是在幾英尺到幾百英尺內(nèi),頂部激光雷達(dá)依舊是非常重要的成像工具,幾乎存在于每輛自動(dòng)駕駛汽車上。 激光雷達(dá)生成的影像 如果頂部激光雷達(dá)單元運(yùn)行正常,在沒有被完全遮擋的情況下,它應(yīng)該能夠分辨出受害者。同時(shí),汽車距離行人還有100多英尺遠(yuǎn)(30多米),可以把行人成像傳送給“大腦”進(jìn)行核對(duì)。 

 前端雷達(dá) 和激光雷達(dá)一樣,雷達(dá)發(fā)出信號(hào),等待它彈回,但使用的是無線電波,而不是激光。這使得雷達(dá)具有更強(qiáng)的抗干擾能力,因?yàn)闊o線電可以穿透雪和霧,但是也會(huì)降低分辨率,改變其距離像。 特斯拉自動(dòng)駕駛系統(tǒng)Autopilot主要依賴?yán)走_(dá) 根據(jù)Uber部署的雷達(dá)數(shù)量不同,它所提供的距離像可能存在巨大差異。

Uber很可能在汽車前后部署了多個(gè)雷達(dá),以實(shí)現(xiàn)360度無死角覆蓋。如果Uber是為了給激光雷達(dá)提供補(bǔ)充,那么雷達(dá)與激光雷達(dá)的成像可能會(huì)存在大幅重疊,但是更多雷達(dá)可以用于偵測其他車輛和更大型障礙物。 短焦和長焦光學(xué)相機(jī) 激光雷達(dá)和雷達(dá)易于確定物體的形狀,但并不擅長讀取標(biāo)記,理解物體顏色等。這個(gè)任務(wù)就交給了可見光相機(jī),它內(nèi)置了精密的計(jì)算機(jī)視覺算法,能夠?qū)Τ上襁M(jìn)行實(shí)時(shí)分析。 Uber自動(dòng)駕駛汽車上的這些相機(jī)密切關(guān)注標(biāo)志著汽車剎車(突然亮紅燈)、交通燈以及穿越十字路口行人的指示器標(biāo)記。汽車前端尤其會(huì)使用多角度、多種類型的相機(jī),這樣才能獲取汽車前進(jìn)道路的完整圖像。 

偵測行人是工程師們試圖解決的最常見問題之一,這種算法已經(jīng)非常成熟。這一過程通常被稱作“分割”圖像,一般還會(huì)涉及標(biāo)記、樹木、人行動(dòng)等。 光學(xué)相機(jī)拍攝的圖像 對(duì)于相機(jī)來說,夜間工作很困難,這是一個(gè)顯而易見的問題。不過,這個(gè)問題交給前兩個(gè)系統(tǒng)來解決,激光雷達(dá)和雷達(dá)能夠在夜間工作。即便是在伸手不見五指的環(huán)境下,穿著全黑衣服的人也能夠被激光雷達(dá)和雷達(dá)識(shí)別。隨后,這些雷達(dá)就會(huì)向汽車發(fā)出警告,應(yīng)該減速或者通過汽車大燈確認(rèn)行人。這可能就是自動(dòng)駕駛汽車通常沒有夜間視覺系統(tǒng)的原因。

 安全司機(jī) 人類很擅長發(fā)現(xiàn)障礙物,即便是人眼沒有激光器。人類的反應(yīng)時(shí)間不是最好的,但是汽車不會(huì)作出反應(yīng)或者作出錯(cuò)誤反應(yīng),經(jīng)過訓(xùn)練的安全司機(jī)會(huì)作出正確反應(yīng)。 值得指出的是,自動(dòng)駕駛汽車中還有一個(gè)中央計(jì)算單元,它能夠收集各個(gè)傳感器提供的信息,然后生成一個(gè)更加完整的汽車周圍環(huán)境成像。 目前還不清楚這起悲劇發(fā)生時(shí)的具體情況,但是Uber自動(dòng)駕駛汽車肯定配備了本可以偵測到行人的技術(shù),本可以讓汽車作出正確反應(yīng)。而且,就算一個(gè)系統(tǒng)失效,另一個(gè)系統(tǒng)也應(yīng)該能夠發(fā)揮作用。 隨著Uber、當(dāng)?shù)貓?zhí)法部門、聯(lián)邦機(jī)構(gòu)對(duì)這起事故的調(diào)查,更多細(xì)節(jié)將會(huì)披露出來。

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