何時能實現真正的自動駕駛,難點在哪里?

時間:2019-03-25

來源:今日頭條

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導語:目前距離完全自動駕駛 Level5 還有些距離,想問下自動駕駛想要攻克的核心問題是什么?何時才能達到最高級別 Level5 的無人自動駕駛呢?

   目前距離完全自動駕駛 Level5 還有些距離,想問下自動駕駛想要攻克的核心問題是什么?何時才能達到最高級別 Level5 的無人自動駕駛呢?

  自動駕駛攻破的難點在哪里? 這個問題可以分解成兩個維度:

  縱向維度:L0→L1→L2→L3→L4→L5,哪一步是最難/最關鍵的?

  橫向維度:自動駕駛技術范式的三大方面:感知(眼耳鼻) 、決策(大腦)、執行(神經、肌肉、四肢),哪一方面是最難/最關鍵的?

  在非自動駕駛的情況下:

  感知:駕駛員的眼耳鼻等各個傳感器,在接收著外界的信息,承擔著感知的功能;

  決策:駕駛員的大腦根據感知的信息,決定進行加減速、轉向等操作,承擔著決策的功能;

  執行:駕駛員的神經、四肢,以油門剎車與方向盤作為人車交互的兩大媒介,與整個汽車系統一起承擔著執行的功能。

  什么是自動駕駛?

  就是全部或部分地替代駕駛員的感知、決策與執行功能,而替代的程度,就決定了自動駕駛的等級。

  目前,普通公認的自動駕駛等級標準是SAE J3016,最新版本是2016年9月。

  英文+術語對閱讀來說可能不太友好,我來用通俗的語言翻譯一下:

  L0- 無自動輔助功能

  L1- 轉向或者加減速實現一條,駕駛員要時刻關注駕駛過程

  L2- 轉向和加減速都實現,駕駛員要時刻關注駕駛過程

  L3- 不需要駕駛員監督,但在出問題時需要駕駛員介入

  L4- 不需要駕駛員監督,但仍然有一定局限,在出問題時能夠自動靠邊

  L5- 全自動駕駛,只要在地球上有地圖的地方,全部都能自動駕駛

  (L6)- 展望一下,在火星上也能開?

  是不是還不太友好?我再用“粗俗”的語言來翻譯一下:

  L0 – 駕駛員同學:你來開,我不參與。

  L1&L2 – 駕駛員同學:我能感知到周圍環境,也有一定的決策能力,所以我可以幫你踩油門剎車或幫你打方向盤(L1),甚至這倆活我都幫你做了(L2)。但是,我開歸我開,這屬于幫忙,你得盯著,因為丑話說在前面:出了緊急情況我也不一定能辨識出來,所以我也一概不負責。

  L3 – 駕駛員同學:我幫你開,你不用盯,我都能辨識,能處理的也就幫你處理了;我辨識不出來的,我的責任,你或你的家人可以找我來索賠;但是,我辨識出來的緊急情況超出我的處理能力/倫理道德權限的時候,就會提醒你開,我提醒之后,責任就是你的了,我不負責。

  L4 – 駕駛員同學:我辨識,我開,你該干嘛就干嘛去,放心,我不會打擾你的;如果實在出了狀況,我至少是幫你停路邊,保你一條小命。

  L5 – 駕駛員同學:這個車,就是我開,沒你什么事;說難聽點,就你這水平實在是不配開車,讓你開就是危害公共安全,如果說我是專業九段,你最多是業余二段;你非要開?對不起,方向盤與油門我已經卸了,你想開也沒法開。如果你犯了開車癮了,出門右拐200米的旅行社,有內蒙古呼倫貝爾草原三日游,特色項目可以騎馬與開車二選一。

  L0→L1:

  汽車從僅有執行的功能,進化成具備感知與決策的能力,這是從0到1的過程,當然很重要,而這已經人類目前已經走過的歷史了,不是當下最關鍵的了。把自動駕駛比喻成一個人的話,這是嬰兒從呱呱落地到認識這個世界、學會語言的過程。

  L1→L2:

  只是縱向控制和橫向控制的區別,相當于我做了一個功能再去做另外一個功能,這個難度并不大。當然,涉及到量產就要考慮到系統工程,汽車還要考慮成本,要做的工作還是不少的。這是高中生學文、學理,還是文理兼修的區別。

  現在能達到L2的車型已經挺多了,各大品牌的中高端車型,例如JEEP自由光、沃爾沃等等,當然也包括大名鼎鼎的Tesla。正因為L2沒那么稀奇了,所以才有動力要搞出L2.5這樣的概念。

  L2→L3:

  敲黑板了,這是一個質變的階躍點,也是一個有很多貓膩的點。L2與L3關鍵就在于:自動駕駛是否有足夠的自信,來確保自己的感知與決策能力是與人類相當的、至少是滿足法律要求的、做出承諾不會使企業倒閉的。假如一輛車的整個生命周期,會遇到10000次危險情況,L2會聲稱自己可以辨識出9900個、9990個、9999個,但就是不敢承諾可以到100%——否則就是L3了。這是學霸與學神的區別:學霸考了99分,學神考了100分,并不是因為學霸與學神差距不大:學霸考了99分說明實力只有99分,而學神考100分是因為滿分只有100分。

  99%與100%之間的鴻溝是如此之大,難以跨越,使得不安分的公司開始搞點貓膩,L2.5啊、L2.X啊這些概念都出來了。我想說的是,只要未到L3,L2.9999都可以說是廠家自己在往自己臉上貼金,L2到L3的界限是非常明顯的,需要駕駛員時刻保持警惕的,就只能是L2。

  所有L3以下的自動駕駛(例如特斯拉一直引以為傲的L2.5)一般是下面這個畫風,這位大叔手腳都很輕松,但是眼睛目視前方,神情有些緊張,不敢太過放松。在這種情況下,王者榮耀只能打快速戰斗,不能打排位,否則要么分分鐘掉到青銅,要么太專注了小命不保。這是真正的自動駕駛嗎?從個人感受來說,我不這么認為。所以我認為L2→L3是一個“從無到有”的過程。

  而到了Level3,就是下面這種畫風。比如在L3的奧迪A8上,一家之主可以享受著自己帶家人出游的樂趣,同時還可以拿著筆記本完成一些簡單工作,可以同時享受帶著全家人出游的樂趣,同時還能處理工作事物。

  目前來說,量產版發布L3的,只有全新奧迪A8,這輛車也是目前量產車所能達到自動駕駛的最高水平。但是L3所存在的問題是,如果一旦系統出現無法hold的情況,需要駕駛員接管,所以在開車時只能進行一些簡單的工作,比如處理個流水郵件,給知乎上的妹子點個贊之類,是沒問題的。但深入思考某個投資問題,或者打王者榮耀要沖最強王者,那還是不太現實的。

  L3→L4:

  L4和L3的區別在于,L3在系統出問題時需要人接管,而L4可以自己handle所有特殊情況。換句話說,從烏鎮到上海倆小時,L3的自動駕駛可能中間10分鐘需要駕駛員接管,而其他時候可以忙一些工作上的事情或者休息,即使不接管也沒事,最多給你抗議一下停到路邊。也就是說,L2到L3解決的是“從無到有”的問題,而L3到L4是“從不全面到全面的問題”

  到了L4,就變成了下面這種畫風。這張圖曾經作為百度的“罪證”而被廣泛流傳,李彥宏一個人坐在副駕駛打電話,百度無人車在五環上實線變道(看來他們還沒有開發出交通規則識別功能)。在這個級別,駕駛員無需關注任何駕駛工況,車輛可以自行控制。

  L4→L5:

  那么從L4到L5又有哪些變化呢?還是以引子中的烏鎮—上海中環某地為例。這一路,申嘉湖最開闊,路況好沒有車;G60車比較多,但靈活變道的話,還是可以開得比較順暢;而滬閔高架就比較擁堵了,尤其是幾個出口入口的地方,動不動有插隊現象(Level5的插隊水平可能比駕駛員還強,也許會有:360汽車,超強插隊能力的汽車-_-!);到了中環,又是車多但基本暢通的情況。對于一個不認真開車的老司機來說,申嘉湖很簡單,中環G60還湊合,滬閔高架比較難,可見這是一個評判司機好壞的標準。對于自動駕駛來說,路況的復雜程度也是考量自動駕駛深度的一個很重要維度。對于自動駕駛來說,路況的復雜程度也是考量自動駕駛深度的一個很重要維度。比如去固定的地方接人,通過固定的路徑。

  如果說L2是學霸,L3是學神;那么L4就是大師,能識別出所有危急情況,而且知道自己以及行業內的能力邊界——哪些事情是目前能力還做不到的,或者是因為法律、倫理道德因素自己不適合做的(譬如是撞死一個人還是撞傷五個人的抉擇),交給駕駛員;

  而L5就是愛因斯坦+Alpha Go,已經是駕駛領域的神,在面臨危急情況的時候,會

  做出一些莫名其妙的舉動,就像圍棋中Alpha Go走出的人類無法理解的神來之筆,但就是完成了人類完成不了的動作,避免了事故;甚至平時去夾塞,都比人夾得好。如果一個人能成長為大師,L2→L3是最難的,相當于是模擬考試徘徊在985與211之間的高中生,沖擊一下想考上清華北大,而全新奧迪A8率先實現了量產Level3,相當于是高二競賽提前錄取了,占據了先機。如果是沿著現有的理論框架走到L5,L2→L3和L4→L5是最重要的。也不排除,為了達到L5,要突破現有的Level體系才能實現。

  總之:L2→L3:真正意義自動駕駛的“從無到有”;L3→L4:從“不全面到全面”;L4→L5:從“不完美到完美”。筆者認為,L4→L5的意義大于L1→L2與L3→L4,但小于L2→L3。

  一方面,這不是題主所問的重點,另一方面,我在之前的回答中也有所簡述:因此,橫向維度的討論就不在此展開,只簡要寫寫其中一個點:從技術范式來看,自動駕駛主攻的是感知與決策,執行不就是油門剎車與方向盤兩個輸入信號嗎,為什么也會成為一個難點、甚至成為傳統車企狙擊互聯網車企的護城河呢?

  原因在于:在L0→L5的過程中,由于自動駕駛的加入,系統變得越來越復雜,而且大部分是與安全強相關。這就要求系統的安全性提出了更高的要求,如果僅通過提高可靠性的方法來實現,則成本會急劇增高,這時候就需要通過功能安全(function safety)的方式,在成本可控的情況下來保障安全性。

  與自動駕駛等級相似,功能安全也分ASIL A→D 4個等級,有論文甚至提出由于自動駕駛太危險了,出了事兒不僅自己完蛋,周圍人也完蛋,建議給自動駕駛功能新出一個ASIL E等級。這是什么概念? 要知道,目前還沒有任何一家汽車公司可以達到ASIL D的水平(2015年的信息),那達到ASIL E是何其難?

  也就是說,自動駕駛雖然重點在感知與決策,但由于強安全性與高系統復雜度,使得執行控制也成了一個技術難點,而這一點是傳統車企的優勢。正因為如此,全新奧迪A8成了第一個達到量產L3水平的車型,也就不足為奇了。

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