為了實現(xiàn)真正安全的自動駕駛,一張詳細定義了自動駕駛汽車可能遇到的所有重疊條件、用例、限制和場景的詳盡列表必不可少。
Hologram 全息圖是一款來自 Edge Case Research 公司的仿真工具,可識別其他測試工具難以發(fā)現(xiàn)的ODD (運行設(shè)計域)風險。
在一個理想的世界中,自動駕駛汽車將全知全能。車輛將有能力進行觀察、通信和計算,并最終準確判斷道路上的任何危險,并及時采取措施避免所有風險發(fā)生。然而,在理想世界成為現(xiàn)實之前,自動駕駛開發(fā)商、監(jiān)管者以及普通民眾均必須面對一個亟待回答的問題:要多安全,才夠安全? 截至目前,盡管人們已經(jīng)在自動駕駛研發(fā)上投入了大約 1000 億美元,但這個問題仍沒人能夠自信回答。相關(guān)安全標準和度量指標尚未建立,世界領(lǐng)先的機器人學家對此只能撓頭,監(jiān)管機構(gòu)在很大程度上也無所適從。如果無法回答這個近乎抽象的問題,自動駕駛汽車的所有潛力都只是鏡花水月,減少事故、挽救生命、節(jié)省時間并最終實現(xiàn)交通民主化的承諾也只是美夢一場。 TechCrunch Mobility2019 大會期間,“業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的一些公司已經(jīng)進入驗證和測試的階段了。我們也充分意識到安全問題是我們的發(fā)展道路上無法規(guī)避的重要環(huán)節(jié)。”一級技術(shù)供應(yīng)商 Aptiv 公司的自動駕駛總裁 Karl Iagnemma 在接受采訪時斷言:“這是當今業(yè)界最亟待解決的問題。” Aptiv 公司在 2018 年推出了全球首個自動駕駛“招車”服務(wù)。該試點的大本營位于美國拉斯維加斯,主要使用 Lyft 的車輛。此外,Aptiv 公司也在新加坡、波士頓和匹茲堡等地投放了自動駕駛汽車。 盡管,自動駕駛汽車的安全問題仍然難以回答,但萬變不離其宗,大概也脫不開業(yè)界熱議的三個字母:ODD。ODD 的全稱為Operational Design Domain(即運行設(shè)計域),主要詳列自動駕駛汽車可能遇到的所有重疊條件、用例、限制和場景,哪怕是最不可思議的邊緣案例也必須明列其中。
Aptiv 公司已經(jīng)在拉斯維加斯、波士頓、匹茲堡和新加坡等地投放了自動駕駛汽車。也就是說,公司的自動駕駛系統(tǒng)需要在不同地點處理非常不同的駕駛場景。
最后 2% 卡內(nèi)基梅隆大學電氣和計算機工程副教授 Phil Koopman 博士早在十到二十年前就已認識到了 ODD 的重要性。 Koopman 教授表示,他從 1995 年起就意識到必須明確規(guī)定在哪些情景中自動駕駛汽車可以或不可以安全駕駛。當時,多位來自卡內(nèi)基梅隆大學的機器人專家乘坐裝一輛裝備了攝像頭、個人計算機和 GPS 接收器的 Pontiac 小貨車,完成了一次橫跨美國的“自動駕駛”行程。去年秋天,Koopman 教授在芬蘭參加某個安全會議時與 SAE《無人駕駛汽車工程》雜志通話表示,“我們當時 98% 的行程均是無人駕駛完成的,此后的 20 年中,我們一直在努力解決最后 2%的問題?!背R姷?ODD 因素主要包括光照、天氣、地形和道路類型等,但要列舉所有的ODD 因素可能三天三夜也說不完。 2019 年 1 月,Koopman(同時也是 EdgeCase Research 公司的聯(lián)合創(chuàng)始人)與Edge Case Research 公司的首席工程師 Frank Fratrik 共同發(fā)表論文《運營設(shè)計域、對象和事件有多少?》(How many Operational Design Domains, Objects, and Events),其中詳細列舉了四頁有關(guān) ODD 目標檢測、故障和操作的因素。 該論文列舉了一輛自動駕駛汽車可能面臨的各種非常規(guī)情況,包括眩光、社會規(guī)范、過時的地圖信息、收費站、水洼、低垂的植物、倒下的電線、道路結(jié)冰、不合作的人、掉落的物體、快遞機器人和一些常見的人類違規(guī)行為。 Koopman 教授告誡稱,絕不能過分簡單化 ODD。 “如果您只著眼于某一個街區(qū),然后總結(jié)出一套 ODD,那這套 ODD 一定不會提供您應(yīng)該了解的全部內(nèi)容。”Koopman 教授表示,“即使您反復(fù)在這個街區(qū)驗證了 3 個月也無濟于事,您在一條街上是無法觀察到所有可能性的?!彼€補充說,哪怕是一條最冷清的街道,其變數(shù)也常常遠超大多數(shù)人的想象。 Koopman 教授表示,“即使您天天去這條街上報道,但假設(shè)就10 月 31 日一天沒有去,那我可以保證這條街已經(jīng)和您最后一次去哪兒的時候不一樣了,至少美國的情況是這樣?!彼f,人類可以即刻識別眼睛觀察到的目標,比如一位穿著亮黃色制服的建筑工人,但即使最好的自動駕駛系統(tǒng)有時也會錯判這些“明顯”信號。
AAA 計劃以旗下GoMentum 自動駕駛測試站點為代表,創(chuàng)建一套適用于全行業(yè)的 ODD 標準。
從頭開始 AAA 北加州、內(nèi)華達州和猶他州公司的自動駕駛汽車政策經(jīng)理 Xantha Bruso 已經(jīng)充分意識到建立一套基于 ODD的自動駕駛安全標準的復(fù)雜性。不過,她認為,提升公共安全勢在必行,自己對此并不感到畏懼?!伴_始真的不難,目前我們幾乎沒有任何與性能有關(guān)的標準,”她說,“你總得從什么地方開始。” 在 AAA 位于美國加里福尼亞州伯克利市的北加州創(chuàng)新實驗室中,Bruso 回答了一些關(guān)鍵問題,比如“自動駕駛的運行條件是什么?如果環(huán)境變了,車輛無法繼續(xù)安全運行了該怎么辦?車輛如何感知自己已經(jīng)馬上逼近 ODD 邊緣了?快到邊緣了又該怎么辦呢?自動駕駛汽車該如何制定安全案例?又該如何與監(jiān)管機構(gòu)的安全定義相吻合?” 正是在背景下,AAA 北加州分部決心開發(fā)業(yè)內(nèi)極缺也急需的自動駕駛汽車安全指標。為了更好地實現(xiàn)這一目標,AAA 選擇與“保護美國未來能源組織”(Securing America’s Future Energy,即 SAFE 組織)和 RAND 公司合作?!罢J真研究了這個問題后,我們意識到我們本末倒置了?!盉ruso 介紹說,“首先,我們需要安全運行環(huán)境的根本定義,有哪些條件?” 對此,AAA的項目團隊決定調(diào)整思路,首先為公司位于灣區(qū)的 2100 英畝自動駕駛測試場地GoMentumStation 站點開發(fā)一套 ODD。Bruso 表示,“我們從GoMentum Station 開始,把這里當作整個行業(yè)測試環(huán)境的一個代表,提取可定義且可重復(fù)的運行條件?!盉ruso 的計劃是發(fā)布和推廣這套 ODD,并希望其他測試站點也沿用相同的定義,或至少是相同的概念框架。長遠來看,目標則是建立一套統(tǒng)一測試協(xié)議,可以把全球各地的自動駕駛系統(tǒng)放在統(tǒng)一的框架下,使用同一套標準進行比較。 Bruso解釋說,現(xiàn)在,你無法用同一套標準比較不同的自動駕駛系統(tǒng)。“一輛位于舊金山的Cruise 測試車需要面臨的ODD 條件比一輛位于鳳凰城的 Waymo 測試車更復(fù)雜?!彼f,“因此,你需要一套統(tǒng)一的衡量標準,這樣才可以從統(tǒng)一的經(jīng)緯度評判這些車輛?!?閱讀英文原文 創(chuàng)建ODD,慢慢來 在創(chuàng)建ODD的過程中,保證靈活性至關(guān)重要。首先,從高速公路上的長途卡車到郊區(qū)公路上的低速貨車,自動駕駛系統(tǒng)供應(yīng)商需要面臨多種多樣的商業(yè)場景。其次,ODD 還必須獨立于自動駕駛技術(shù),無論公司采用哪種傳感器都必須達到同等級的安全性能。最后,由于各類利益相關(guān)者都在試圖建立更有利于自身的標準,這使得統(tǒng)一標準的實現(xiàn)變得更加艱難。 Bruso表示,“接下來,我們計劃呼吁整個行業(yè),尋求最佳的合作方式?!?Koopman 教授認為,ODD 清單要寫完長度可能超過一英里,因此我們必須為其尋找一個更高度、更廣泛的目標。他說,“安全問題歸根結(jié)底總是工程嚴謹與否的問題?!庇袝r候,這意味著我們必須精益求精,力求完美。正如十八世紀的意大利格言所說,“完美不是優(yōu)秀的敵人。” 對于 Aptiv 和其他領(lǐng)先的自動駕駛汽車公司而言,這是一種平衡的藝術(shù)。如今,自動駕駛汽車上路的呼聲愈發(fā)強烈,人們迫切希望自動駕駛汽車可以兌現(xiàn)增加收益和提高安全性的承諾?!皩嶋H上,這意味著我們將首先在更簡單的駕駛環(huán)境中部署我們的技術(shù)?!盇ptiv 公司的 Iagnemma 表示,“而后再逐步推廣至更加復(fù)雜的場景?!?Koopman教授表示,目前仍在開發(fā)中的UL 4600 標準明確指出,自動駕駛制造商不需要完美?!澳仨毮贸隽己玫慕?jīng)驗測試數(shù)據(jù),證明您的系統(tǒng)不會帶來不適當?shù)娘L險?!彼f,“但您永遠不能阻止系統(tǒng)的運行條件發(fā)生改變。”換句話說,您的 ODD將永遠無法窮盡所有場景、用例和道路條件;自動駕駛系統(tǒng)必須有能力理解未知,并在事故發(fā)生后快速做出修復(fù)措施。
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自動駕駛汽車是如何準確定位的?

自動駕駛中常提的世界模型是個啥?


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