數據是驗證無人車安全性的關鍵 仿真測試和上路測試並重

自動駕駛汽車安全性無疑是最重要的話題,也是決定該產業能否順利發展的關鍵因素。美國蘭德公司2016年發佈的一份報告認為:“驗證一輛無人車是否安全,需要積累110億英里的測試數據。”這意味著,在自動駕駛技術尚未成熟的階段,自動駕駛企業需要長期驗證其車輛或系統在各種路況、氣候和地域下的表現。

數據是驗證無人車安全性的關鍵 仿真測試和上路測試並重

110億英里的里程數顯得過於龐大。不過,鑑於智能網聯汽車的特性,測試數據可以由一個車隊通過共享的自動駕駛平臺同步收集。但根據專家的說法,一個由100輛汽車組成的車隊,就算每日24小時連續不斷地測試,跑完110億英里也至少需要500年。

因此,對於像Waymo這類本身不生產汽車,而志在自動駕駛系統研發的企業而言,如果僅靠路測來驗證汽車安全性,顯得十分不切實際。更何況,該類企業往往一開始就選擇由L4-L5級別的自動駕駛技術來切入。

為保證安全性,L4-L5級別的自動駕駛測試車一般配置了激光雷達產品。但由於激光雷達產品技術要求極高,能順利量產的企業較少,導致成本居高不下。因此,L4-L5級別的自動駕駛測試車,針對初創企業而言成本壓力非常大,更不用說組建大規模的自動駕駛車隊。對自動駕駛企業而言,發展無人車技術著眼的是未來而非現在,不僅需要克服技術方面的瓶頸,還需抱有即使耗費大量資金也無法在短期內見到成效的心理。

試是無人車量產前的準備

一輛自動駕駛汽車量產上市前,需要經過仿真測試-封閉式路測-開放式路測三類測試。

首先,在自動駕駛系統達到標準之前進行仿真測試。在虛擬環境中,完成一系列模擬測試。完初步的仿真測試之後,再到封閉式園區進行測試。配有傳感器和自動駕駛系統的改裝車在園區完成一定里程數的測試(我國大部分城市規定是5000公里),且通過專家評估之後,再進入開放式道路進行測試。目前,在全球仍無自動駕駛企業宣佈已經完成所有場景的測試。

仿真測試奠定基礎

以Waymo為代表,該公司在2017年的自動駕駛測試車數量就已經突破600輛。同時,Waymo在今年2月表示,其無人車測試里程數已突破500萬英里(約合805萬公里)。如果僅靠路測數據來驗證無人車的安全性,按照上文的說法,Waymo的車隊即使每日24小時,全年都在路上,最快也要80餘年才能跑完110億英里。

不過,Waymo已經在擴大車隊的規模。2018年3月底,該公司宣佈向捷豹路虎購買2萬輛的電動車I-Pace,改裝成無人車來上路測試,同時也不排除未來將購買更多數量的汽車。

實際上,目前Waymo更依賴於仿真測試。一份報告稱,Waymo重新設計了其正在測試的城市的全電腦模型,並每天通過它們測試2.5萬輛“虛擬自動駕駛汽車”。Waymo的仿真測試可通過計算機來重新創建真實的駕駛數據,以此形成緊密的反饋迴路系統,利用該系統可模擬測試多達數千種變化場景。這些模擬數據可被下載至測試車中,以此來增強測試車的安全性能。

仿真測試的特點

那麼,仿真測試究竟具備哪些特點,為何Waymo如此依賴它?

關於仿真測試的優勢,Navigant Research諮詢公司高級分析師 Sam Abuelsamid 曾表示,“仿真環境在驗證自動駕駛系統的性能和穩定性方面至關重要,特別對軟件堆棧的AI 部分,比如神經網絡來說。”

另外,仿真環境有助於解決在現實中很少出現的極端情況。一些在實際路況中極少出現的情境,可在仿真環境中不同視角重複出現,仿真測試有助於自動駕駛測試車應對在不同情境下發生的事故。同時,工程師考慮對自動駕駛系統進行改變時,比如修改 AI 設計或者傳感器架構時,通過仿真環境可提前預估該種改變將帶來的影響。

因此,仿真測試具備速度快、成本低、可預估的特點。不過,這並不代表,仿真測試可取代上路測試。

真實路測必不可少

事故的發生難以預測和控制,最大程度降至傷害甚至避開事故,是發展自動駕駛技術的最終目標。無論仿真環境再完美,都無法完全取代真實環境。

當前,機器無法100%地還原現實。在現實中,即使出現事故的概率極其微小,但一旦出現就很可能危及乘客或行人的性命。因此,在不同路況、氣候、地域、時間下的上路測試必不可少。目前的自動駕駛技術仍在摸索階段,儘可能地收集更多的真實數據,讓測試車學會應對各種環境,是當下自動駕駛企業必不可少的日常。

收集道路數據最多的當屬特斯拉,該公司上月發佈了最新的里程數據:截止至2018年4月23日,特斯拉電動汽車的總里程已突破72億英里(約合116億公里)。

特斯拉驚人的里程數得益於其Autopilot系統,該系統可助力收集每輛特斯拉汽車的數據。特斯拉稱,Autopilot的“影子模式(shadow-mode)”功能,可收集大量的真實數據,在“影子模式”下運行新款車載軟件,Autopilot的新功能將可在系統後臺運行,無需啟動車輛控制。

當前,全球已經有幾十萬輛特斯拉汽車在路上行駛,隨著其汽車量產速度逐步提升,未來特斯拉的數據收集能力將加速增長。

真實數據多寡不是唯一標準

雖然Waymo收集到的真實數據僅有500萬英里,但是其測試車的自動駕駛級別為L4-L5級別,高於特斯拉的量產車(L2-L3級別之間)。

此外,特斯拉汽車並未配備激光雷達。出於對成本的考量,特斯拉採用了毫米波雷達,因此,該公司收集到的數據與配備了激光雷達的Waymo收集到的數據有區別。

一般來說,配置激光雷達的汽車收集的數據更加詳細。即使在黑暗中,激光雷達也能保持很高的精度,而在光線不好的環境下,攝像頭的性能更差,毫米波雷達和超聲波雷達的精確度也將會降低,配備激光雷達的測試車收集到的數據具有在細節方面表現更加出色。因此,我們不能單以真實數據的多少,來評判Waymo和特斯拉的自動駕駛技術誰更領先。

值得注意的是,特斯拉也未透露其收集的數據類型的細節,目前人們尚不清楚該公司正在收集哪些種類的數據。

仿真測試與上路測試並重

對自動駕駛企業而言,上路測試與仿真測試相結合才是發展自動駕駛技術的最佳途徑。

雖說仿真測試為無人車上路測試打下基礎,但無人車上路之後,仿真測試也不會停止。即使是特斯拉,其測試也在全球各地的仿真裝置、實驗室、測試車道和公路上進行。

今年3月份發生的Uber無人車致死事件,讓大家重新審視了自動駕駛汽車路測,自動駕駛企業一度停止了路測。一些企業把測試重心轉移到仿真測試上來,比如:英偉達在Uber車禍致死事件後立即暫停了其DRIVE自動駕駛系統在加州、新澤西、德國及日本的公共道路上進行的無人車測試工作。

從上述可看出,對初創企業而言,完成仿真測試也是其通往上路測試的不可缺少的部分;對已經上路的企業而言,仿真測試作為重要的補充部分而存在。只要自動駕駛汽車技術還未成熟,我們就仍會在路上、在實驗室中,看到不同類型的測試。


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