如何理解奥迪A8的Level 3级自动驾驶?

文章来源:腾讯汽车 点击数:116 发布时间:2017-09-25
在今年7月份的全球品牌峰会上,奥迪发布了新一代的奥迪A8,这是全球第一款达到的Level 3级别的自动驾驶量产车,这一款车足以说明奥迪在自动驾驶领域先人一步。
如何理解奥迪A8的Level 3级自动驾驶?

在今年7月份的全球品牌峰会上,奥迪发布了新一代的奥迪A8,这是全球第一款达到的Level 3级别的自动驾驶量产车,这一款车足以说明奥迪在自动驾驶领域先人一步。

那么,Level 3的自动驾驶技术意味着什么呢?

近年来,ADAS(高级智能驾驶辅助)技术如火如荼, 诸如ACC(自适应巡航)、AEB(紧急制动刹车)和LDWS(车道偏离预警系统)的辅助驾驶功能开始进入市场并逐渐为大家所知,这些技术均属于Level 2自动驾驶技术的范畴。

尽管Level 2级别中的这些技术,可以在某些场景下接管人们对车辆的控制、减轻驾驶疲劳,避免甚至降低事故的损失,但有一点是必须明确的,那就是驾驶员必须保持对驾驶的关注并手不离方向盘。

相比之下,Level 3的自动驾驶程度更高,它允许驾驶员把手脱离方向盘。驾驶员可以看看报纸,玩玩手机,或者欣赏周围美好的景致。

Level 3是自动驾驶领域一个重要的进步,因为它代表着解放的关键,而目前除奥迪之外的车企都还未能实现量产。

要想知道奥迪通过哪些科技来实现Level 3,可以从奥迪A8上使用的传感器说起——

简单统计一下,A8上配备了4 颗鱼眼摄像头、12 颗超声波雷达、4 颗中距离毫米波雷达、1 颗长距离毫米波雷达、1 颗激光雷达、1 颗前视摄像头。

是不是有点懵?我们从这些传感器的作用上做一下区分。其中,4 颗鱼眼摄像头用于360 环视系统,12 个超声波雷达用于自动泊车系统,而车辆在行驶过程中的数据采集,便由余下的传感器来完成。(如图)

近几年,随着机器视觉技术的发展,尤其是在被英特尔以153亿美元买下的行业巨头Mobileye的推动下,摄像头在自动驾驶领域发挥着越来越重要的作用。在行驶过程中,前方道路绝大多数的路况信息,例如前方车辆及障碍物的位置信息,红绿灯、限速标志等交通指示信号,甚至误入的动物等都能够被摄像头识别出来。

毫无疑问,安全性是自动驾驶最重要的考量。为了保证安全,奥迪A8采用了非常高的冗余设计。

怎么理解冗余设计呢?所有的民航客机都被要求至少拥有2台发动机,就是一个非常好的采用冗余设计的例子。当某一台发动机若发生失效无法工作,单靠另一台发动机也能把飞机安全地降落。(当然像《萨利机长》中那样两台发动机都熄火的可能性也是有的,但出现的概率极低。)同样地,汽车的冗余设计保证了当某一系统失效后,会有另一个系统会立即开始工作确保安全。

我们刚刚上面已经说到了摄像头在捕捉道路信息上的作用,但就目前而言,摄像头在例如黑夜、大雾、或被强光照射情况下也有自身的局限性,这一点其实不难理解,人眼都会看不清楚的,更何况是摄像头呢?(去年那场特斯拉致命事故,便是因为摄像头在明亮背景下没有识别出高速路口的白色卡车,最后车辆径直撞上去导致的。)

如何确保在这些极端条件下的安全呢?例如摄像头失效无法正常工作,其他传感器的“冗余”作用开始显现了。长距离毫米波雷达可以确保在黑夜或者大雾天气下,准确识别出前方障碍物。即便摄像头和长距离毫米波雷达都废了,激光雷达也能够识别出前方一定距离内的障碍物,并让车辆低速行驶到某个安全地方停下。总之,这套系统可以确保几乎在任何情况下车辆都不会“失明”。

目前大部分的ADAS系统都是独立的,例如360环视系统、自动泊车系统、ACC自适应巡航系统往往是三个独立的系统。

奥迪A8第一次把自动驾驶的中央大脑带入了量产阶段。A8的自动驾驶控制器称为zFAS(中央驾驶辅助控制器的德语缩写),性能可以说是空前强大,有4个高性能的处理器来处理不同的系统的辅助功能。

简单举几个例子(如图),Mobileye EyeQ3芯片,主要处理前视摄像头的数据探测交通指示信号,行人车辆等路况信息;英伟达的K1芯片负责360度环视系统;Altera 的Cyclone 芯片用于数据融合以及自动泊车系统;英飞凌的Aurix 芯片则用于交通拥挤导航系统。

开发如此复杂的系统,奥迪并不是一家在战斗。

整个系统的硬件以及底层软件的开发工作,是由美国汽车零部件巨头德尔福完成,奥地利的TTTech公司负责数据以及软件的集成工作,奥迪则负责整个系统的集成以及测试工作。

奥迪A8的整个系统虽然宣称达到了 Level 3的自动驾驶级别,但实际的表现如何?我认为还需要市场的检验。

天气晴朗光照良好,道路划线清晰, 行人和非机动车都遵守交通规则,路上车辆不多,交通指示信号都正常工作,但问题是,我们不可能始终都处于理想情况下。

在一些复杂或者极端道路或天气条件下是否能够有效的工作还是令人怀疑的,或许在这些情况下系统会提示驾驶员接管驾驶工作,但在驾驶员接管的过程中会不会发生危险? 如果驾驶员不去接管会怎样?系统某些重要部件失效情况下系统是否能够安全的处理?这些问题只能在真正上市后才能知道答案。

不过值得一提的是,这套系统限速60公里,似乎也能感觉到奥迪的保守态度,因为限速意味着即使发生安全事故后果也是有限可控的,至少不会发生致命的事故。

最后从伦理道德的角度讨论,如果有意外情况发生,到底是驾驶员责任还是车辆(车企)的责任呢?这个问题至今也纠缠不清,令一些汽车巨头望而却步。但不管怎样,自动驾驶技术的发展需要有先行者,至少奥迪跨出这勇敢的一步。