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特斯拉「幽靈剎車」無解背後,純視覺自動駕駛隱患巨大

特斯拉「幽靈剎車」無解背後,純視覺自動駕駛隱患巨大

圖片來源@視覺中國

文 | 評測屍,作者 | Jeff Hill ,編輯 | 評測屍

自動駕駛是新能源汽車真正的技術皇冠。

馬斯克篤定純視覺路線,其他廠商堅持「鐳射雷達+視覺」主流,自動駕駛技術上無論誰加冕為王,大機率能成為未來通吃市場的那個贏家。

但現階段,如果使用者完全信賴L2、L3的輔助駕駛、敢在公路上放開雙手,他們就像玩俄羅斯輪盤賭命遊戲:只是不同廠商造的左輪手槍都有一個超大號彈匣,冗餘度越高的廠商越能降低上膛擊發的機率,但那顆致命的子彈一定會射向某個倒黴蛋。

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今年6月,包括路透社美聯社等多家外媒報道,美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)釋出了一份監管檔案,檔案指出消費者對於

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“幽靈剎車”的投訴量激增,從今年2月份的354起增長至單月758起,短短几個月,暴增了一倍。

還有去年鬧得沸沸揚揚的

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重大缺陷“剎車失靈”,事後被查證246起事故均是因使用者踏板使用錯誤引起:對於裝配了ABS系統的車輛,溼滑路面上“不要踩下後立即釋放制動踏板。這樣會中斷ABS的運作過程並會增加制動距離。”

相比剎車失靈的終極解決方案:一腳踩死剎車板不要鬆開!

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「幽靈剎車」同樣不小的安全問題,卻暫時「無解」。

幽靈剎車這個綁定了

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的「專屬名詞」,是指當駕駛員開啟

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Autopilot或者使用FSD等自動輔助駕駛功能時,明明車輛前方沒有障礙物或者不會與前方車輛發生碰撞時,

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汽車卻進行「人類看來不必要的詭異剎車」。難以追蹤和預測的非必要剎車,會給司機帶來重大的人身安全風險以及車輛追尾碰撞事故風險。

“ 一般而言,車輛在輔助駕駛過程中主動剎車,原本是一種主動避險的行為。而幽靈剎車則是由於車身上的感知硬體被外界環境誤導,從而產生的錯誤避險行為,很有可能會導致車內人員受傷。”

外媒報道,一位向NHTSA投訴的2021年款Model Y車主,他回憶經歷過多次“幽靈剎車”現象:有次車輛用力地剎車後,把他車上的兒童座椅都撞到了前排座位,萬幸的是,他的孩子當時不在車上。

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眾所周知,自動駕駛系統國內蔚小理和國外汽車品牌大都以視覺識別+鐳射雷達的「融合感知」為發展方向,

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以純視覺路線在一眾車企中顯得「鶴立雞群」。

單腿跳躍怎麼可能長期跟雙足步行較勁。真實情況,

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此前一直堅持的是視覺識別+毫米波雷達組合。

鐳射雷達、毫米波雷達和超聲波雷達,作為當下最常見的車載感測器,它們各自的成本、識別精度、範圍、環境適應性和可靠性都不同。「幽靈剎車」恰恰是這古怪的視覺識別+毫米波雷達組合副產品。

已離職的

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AI 視覺大牛 Andrej Karpathy 曾在一次公開演講上進行了深入解剖:

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這個臭名昭著的例子是當汽車自橋下開過會發生“幽靈剎車“現象。

毫米波雷達檢測到前方有一個靜止的物體(其實是橋)。然後它在等待視覺系統告訴它(我的判斷是正確的),然後便建立一個靜止的目標並剎車。

恰巧此時有一輛行駛很緩慢的汽車在旁邊。大致發生的情況是視覺系統有幾幀報告了前車產生了減速。然後它嘗試與雷達檢測到的靜止物體相關聯。

視覺的精度受限於關聯的雷達,而不是它本身的精度。

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自動駕駛最後的結論:噢,視覺報告產生減速的必然就是毫米波雷達報告的靜止物體。於是把天橋和緩慢行駛的汽車識別為同一物體,幽靈剎車出現!

毫米波雷達能穿透塑膠,能裝在汽車保險槓裡,但毫米波雷達對金屬材質敏感,包括指示路標和交通路牌、人行天橋和中央護欄,

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多次幽靈剎車,都與此有關。

Andrej Karpathy進一步解釋這個典型案例:大部分車企的毫米波雷達都過濾了靜態目標,但

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選用的 ARS-4B 便宜至極,初始設計用在工業領域,並且沒有過濾靜態目標。

以及,

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為了整車協調美觀,把毫米波雷達裝置於保險槓內,如果雷達品質和效能足夠優越,影響還沒什麼,但 ARS-4B 作為大陸汽車最低檔次的毫米波雷達,效能本就欠缺,前面有保險槓遮擋後,實際效果更差。

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選用沒有過濾靜態目標的雷達,這個細節值得推敲。因為單純視覺系統無法做到100%可靠識別前方「有或無障礙物」,容易漏檢;而作為「補充確認」的毫米波雷達,本身解析度就不夠,如果還無法用回波感知到真實存在的靜態障礙物,存在意義就更小了。

L4、L3 與 L2 自動駕駛普遍規律,越高階的自動駕駛越是儘量避免漏檢,增加安全冗餘,如果只是「輔助駕駛」,是允許一定程度的漏檢。 毫米波雷達在障礙物測距測速方面,準確度遠高於視覺系統,雷達回波能準確報告前方有或無障礙物,雖然在解析度上相比鐳射雷達是數量級上的差距(毫米波雷達無法判斷障礙物是什麼,需要其他感測器),但雨雪天氣下可靠性最高,依然是無法取代的存在。

外界猜測,

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可能升級配置4D毫米波雷達(能夠測量物體的俯仰資訊及高度),從沒想過,

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步子邁的再大,也不敢取消毫米波雷達。實際上,

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真的開始這麼幹了!

2021年5月,

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正式宣佈開始在美國市場銷售的Model 3和Model Y將取消前毫米波雷達,改由Tesla Vision(基於攝像頭純視覺方案)來實現Autopilot等駕駛輔助功能。

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取消毫米波雷達的原因,馬斯克直言,「雷達感知確實在特殊天氣下有優勢,不過總體來講,大多數駕駛場景下沒啥用,還會因為增加冗餘帶來資料處理的麻煩。」

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幽靈剎車作為Tesla 「那個暴露在地板上的蟑螂」,美國國家公路交通安全管理局的調查,恰恰在

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宣佈取消毫米波雷達三個月後開始。

2021年8月,NHTSA宣佈對

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自動輔助駕駛系統展開正式調查。因為

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旗下車型在行駛中突然制動,與其他車輛發生多起碰撞事故,調查涉及76。5萬輛汽車,包括Model Y、X、S和3車型。

監管到來兩個月後,

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猶豫踟躕,其對外表示「幽靈剎車」的故障現象源自FSD軟體更新所致。為了解決這個問題,

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彼時一度撤回了已經發布的FSD軟體版本,並宣佈改進演算法。

一系列補救和改進措施後,“幽靈剎車”事件不僅沒少,反而相關投訴越來越多了。NHTSA在今年2月釋出的報告顯示,自2021年11月以來,關於“幽靈剎車”投訴激增,從之前的189起增至354起。車型涉及2021-2022年的Model 3和Model Y,整體包含約41。6萬輛汽車。

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讓很多人沒想象到的是,到了6月份,幽靈剎車來到了單月700多起,同時投訴量還在繼續攀升,並且看不到解決問題的跡象。NHTSA發言人對外媒路透社表示,“(幽靈剎車發生)這個速度實在令人驚心,每月幾百起投訴,意味著還有遠遠更多的事故發生後是沒有向NHTSA投訴的。”

去年單月189起到今年2月份354 起,近段時間單月再激增到758起,或許是因為NHTSA收到的投訴大多並未導致嚴重撞車事故或人員傷亡,

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官方並未做出特別重視的迴應或表態。

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全球新能源車企那麼多,為何只有

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會發生這麼多的幽靈剎車事件?

這是一個直擊靈魂的問題。

去年8月

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對外宣稱「幽靈剎車」增多是FSD系統更新導致的。一般來說,軟硬體算法系統更新是找到了「消除Bug」的解決方案,但更新後,問題為何沒有減少還暴增一倍?業內看來,「幽靈剎車」頻發的原因,大機率與其自動駕駛系統背後的技術路線有關。

2015年10月

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車輛推送了其第一代自動駕駛軟體系統Autopilot。在感知硬體上,

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一開始就沒有搭載鐳射雷達,僅靠一顆毫米波雷達、一顆前視攝像頭和12顆超聲波感測器來完成對外景環境的感知。

在NHTSA接到的幽靈剎車投訴中,有位駕駛2022年款

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Model Y的車主表示,他曾經在舊金山的泰勒街和松樹街駕駛時,他的車在前面幾英尺處發現了一個塑膠袋,這個袋子並沒有影響他的駕駛,但車輛隨後也發生了緊急制動。

有趣的是,蔚來汽車技術高管在一次對外分享,精準地「預見到」單純視覺識別會碰到的問題。

在目前的自動駕駛感知方案中,攝像頭與毫米波雷達的組合較為成熟,中高階車型已經普遍配裝。不過在當前技術條件下,攝像頭+毫米波雷達的方案在面對強光、隧道逆光、黑夜、未經演算法訓練的物體等場景下難以可靠識別障礙物。

比如在隧道行駛即將駛出時,攝像頭的世界裡,隧道的盡頭是白光,較強的對比度無論是人眼還是攝像頭都已經無法清晰辨別物體,進而存在識別偏差的可能。而鐳射雷達則完全不存在這個問題,隧道里和隧道盡頭的所有物體都能清晰地展現在鐳射雷達裡,安全性大大提升。

還有一個例子是公路上飄動的塑膠袋,對於人眼來說可以輕易識別,對行車幾乎無影響,然而對於攝像頭而言,它很難判斷那是一個塑膠袋還是一塊石頭或者是其它什麼物體,然後就做出相應動作,進而有可能產生其他不必要的危險。而鐳射雷達由於具備3D能力,因此在距離很遠的地方就能夠判斷出它是一個很輕很薄的物體,對行車幾乎無影響,甚至可以直接識別那是一個輕薄的塑膠袋。

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明明知道視覺識別當下的問題難以解決,不僅沒有向鐳射雷達靠攏的意思,甚至開始去除毫米波雷達:乾脆從模糊難斷的「毫米波雷達+視覺」雙重校正變成單一視覺主導,結果導致幽靈剎車出現次數更多。

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不隨大流的原因,除了視覺方案最便宜企業利潤更可觀以外,

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相信視覺是一個終極方案,毫米波雷達是這個終極方案的過渡補充。

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在視覺路線上面已經投入如此多的資源,甚至讓大神Jim Keller呆在

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三年,為自動駕駛研製出世界上最好的AI晶片!

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若是跟著別人屁股後面搞鐳射雷達和視覺融合,不僅前面的投入打了折,能不能在一個陌生領域再度領先友商一個身位,難說。

路線之爭是超越對錯的,商業可行性考量大於產品追求。

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在視覺路線投入了太多的時間、金錢、智力資源,如果鐳射雷達和視覺的融合路線無法展現出完全領先的技術優勢,並且漸漸抹平成本差異,

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絕對還會繼續死硬。

外界對於馬斯克最早標籤是「鋼鐵俠」,一個身體力行改變世界的極客,但他另一重身份,是擁有超前商業洞察和獨到產品戰略設計路線的偉大企業家。現象級企業往往最擅長打造「極致到牢不可破的差異化」,

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在這方面的嗅覺跟蘋果、戴森一樣敏銳和深刻。

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自創了「第一性原理」的產品聖經,對比喬布斯的「極簡主義」。各種金句信手拈來,輕輕鬆鬆上個全球媒體頭條。馬斯克一邊成為撬動社交流量、資本、全球媒體的營銷大師;一邊推出了領先行業一個時代的產品,真正意義上改變了世界。

上半場,馬斯克以一己之力,把電動汽車全球普及推進了一大步。下半場,

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堅持純視覺路線,孤膽英雄要把個性和產品洞察實踐到底。

全球絕大多數電動汽車都堅持「鐳射雷達+視覺」路線去做自動駕駛的大環境下,馬斯克對於鐳射雷達的抨擊從未停止:

2015年10月:鐳射雷達毫無意義,對於自動駕駛汽車來說並非必需。不是鐳射雷達的粉絲,認為攝像頭加上前置雷達就足以替代鐳射雷達。

2017年4月:鐳射雷達非常糟糕,他們將放棄鐳射雷達,記住我的話,這是我的預測。

2018年2月:鐳射雷達價格昂貴,醜陋且不必要。

2019年4月:傻子才用鐳射雷達,現在誰(做自動駕駛)還要靠鐳射雷達,那就註定完蛋!鐳射雷達就像人身上長了一堆闌尾,闌尾本身的存在基本是無意義的,如果長了一堆的話,那就太可笑了。任何依賴鐳射雷達的公司都可能無疾而終。

“Lidar is a fool’s errand,Anyone relying on lidar is doomed。 Doomed! [They are] expensive sensors that are unnecessary。 It’s like having a whole bunch of expensive appendices。 Like, one appendix is bad, well now you have a whole bunch of them, it’s ridiculous, you’ll see。”

(Elon Musk在4月22日Autonomy Investor Day時演講的金句)

2022年2月:鐳射雷達是一個誘人的區域性最大值。SpaceX 設計並建造了它們用來跟國際空間站對接。然而道路系統被設計在與生物神經網路和眼睛一起工作,因此自動駕駛的通用解決方案,必然需要矽神經網路和攝像頭。

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馬斯克所指「鐳射雷達是一個誘人的區域性最大值」,在實踐中,鐳射雷達可以為自動駕駛汽車提供非常詳細的、高解析度的環境視覺化功能,這就是為什麼這麼多自動駕駛汽車的公司都在使用的根本原因。

人類沒有模仿鳥類的飛行方式,依然發明了翱翔天空的「機械巨鳥」飛機。同理,實現「自動駕駛」的方式,難道我們只有模擬自然條件下人類演化出來的視覺?這實在是一個自我設限的想法。如果真的存在一個性能超越我們人類的自動駕駛實現方式,為何不去嘗試呢?

人類依靠視力駕駛汽車超過百年,但不代表藉助「外力」不能變得更好,如果人類能夠達成「任何天氣條件與光照條件下都能清晰感知360度周邊環境的視力」,它一定是任何人都想擁有的。

Tesla已離職的AI老大Andrej Karpathy曾為Musk的言論進行辯護:“You were not shooting lasers out of your eyes to get here。LiDAR ‘s a ’shortcut‘。” —— Andrej Karpathy

Karpathy說到,

當下「純視覺識別」和「鐳射雷達+視覺識別」兩大自動駕駛路線,關鍵障礙都在複雜多變、開放式路況下精準識別和躲避障礙物。「感知」+「識別」是其中的核心難題。

視覺派代表

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有點像「氣宗」。馬斯克「聖經」第一性原理講求從根本上、從本質出發推導一個解決問題的方案,既然人類用雙目視覺+大腦皮層影象處理和就實現了完全自主駕駛車輛,那這條路線一定是自然演化下的最優解。

但問題是,雙目視覺和人類大腦經歷數百萬年、千萬年、還是億萬年的自然演化,視覺識別的人腦原理並未被充分理解,背後擬合的AI 演算法依然是工程黑箱,這是一條前途未卜的路。

視覺識別的缺點顯而易見,開車時的光照條件、天氣環境,成像不可避免的視覺陰影、低背景紋理。鐳射雷達可立即解決這些問題,大多數廠商也因此選擇了高精度的鐳射雷達+視覺識別融合,這效果立竿見影的「劍宗」路線。

金庸精彩的武俠世界有一句評判,也許是馬斯克內心所想:

劍宗功夫易於速成,見效極快。大家都練十年,定是劍宗佔上風;各練二十年,那是各擅勝場,難分上下;要到二十年之後,練氣宗功夫的才漸漸地越來越強;到得三十年時,練劍宗功夫的便再也不能望氣宗之項背了。

其實葵花寶典不止演變出劍宗和氣宗,還有林遠圖簡化的「七十二路辟邪劍法」,以「自宮」為代價以達到武功速成。

難以解決的「幽靈剎車」,如今的現狀,好像更有點像辟邪劍法。