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未来的某一天,主动驾驶已经遍及,大街上跑着各种各样的主动驾驶汽车,人们在车里睡觉。
忽然,一辆车上搭载的激光雷达错误接收了本不属于它的“信号”,进而产生了一系列误判,一瞬间门路上飞速行驶的机器们陷入杂乱……
这个有点赛博朋克的场景,在今天似乎还很难让人感同身受,但事实上,在一些主动驾驶车辆集中的测试区域,如许的状况已经出现。
据一家研究主动驾驶的高管介绍,他们在亦庄布置了不少主动驾驶测试车队,这些测试装载了激光雷达,也装载了毫米波雷达,做到了我们想象中的单车智能上的足够的设备和安全冗余,但就是有一次实际测试过程中,一个激光雷达出现了从未遇到的失灵。后来查明原因是测试环境中设备太多,产生了干扰,导致一些传感器直接趴窝了。
这种机器彼此影响而带来隐患的情景,看起来十分科幻,但它背后的问题十分实际:如果搭载激光雷达的主动驾驶车辆大规模上路,那么他们彼此之间是否会形成相互干扰?这种干扰,会成为影响主动驾驶安全的隐患吗?
今年是激光雷达上车元年,量产车上,包括蔚来、小鹏、长城等都宣布搭载激光雷达的量产车将上市。
蔚来ET7将搭载Innovusion超远距高精度激光雷达,小鹏汽车将搭载Livox激光雷达,长城将搭载ibeoNEXT激光雷达。
各人都在抢谁会率先将量产激光雷达车型落地,这似乎也让我们感觉隔断L3、L4辅助驾驶期间已经越来越近了。
与此同时,我们也不得不承认,汽车驾驶期间,已经不是手握方向盘、脚踩刹车,由驾驶员掌握安全的传统期间了,人机共驾,大概说,人类驾驶的除了汽车自己,照旧由一行行代码,承载着中心处理器,搭载着大量传感器和芯片,并举行着大量复杂运算,机器正在悄然掌控着人机共驾的新驾驶期间。
如果说,科技正在创造新的驾乘体验,那么,科技是否也会产生新的问题?
在品玩/品驾扣问了一圈预备搭载激光雷达的主机厂、OEM和Tier1供应商时,几乎无一破例的答复,干扰是会存在的。
我们试图从几个角度往返答:
首先,从技术角度来看,激光雷达之间的干扰是如何产生的?
其次,激光雷达干扰的问题会在什么样的环境下形成,目前如何办理?
末了,主动驾驶期间,究竟应该如何界说安全?
关于激光雷达的干扰,Cepton(赛瞳科技)激光雷达首创人裴军为品玩/品驾举了个例子:毫米波雷达发射电磁波,然后接收电磁波,来探测前面物体的隔断和速率,这个过程中就会有干扰。
“如果前面有一辆车也发射了毫米波雷达,跟你的波段是一样的,就串扰了。”裴军说。而激光雷达和毫米波雷达的工作原理类似。
首先需要科普一下激光雷达的工作原理。
目前,车载激光雷达主要有两种技术路线:FMCW(调频一连波)激光雷达和TOF(飞行时间)激光雷达。TOF激光雷达目前是主流,好比,为宝马提供L3级主动驾驶量产激光雷达的Innoviz,接纳的就是基于TOF的MEMS方案。
可以或许产生干扰的也是TOF激光雷达,它在接收来自别的激光雷达的脉冲时可能会产生干扰。还有一种虽然发生概率小,但仍然有可能发生的环境:A的激光照射到物体上,再放射到B的接收器,激光照到物体上的反射是漫反射,这种漫反射有可能造成B无法识别是否是自己的激光雷达发出的激光束。
目前的办理方式是引入编码技术,将传输信号分割成多个脉冲,大概按照时间序列号去做识别,与我们手机接收验证码的原理相似,这是普遍的做法。
裴军说,FMCW激光雷达的方法,用调制波的方法各自调制,末了可以抗干扰,但是,FMCW激光雷达技术虽然在消除干扰、进步远程性能方面具有优势,但是成本较高,所以一直没有被普遍应用。
只管办理方案一致,但是在搭载激光雷达的车辆没有大规模上路时,发生干扰的情境及概率,目前照旧在预测中,工程师们还无法预见。待数以百计搭载激光雷达的车辆上路,马路上是密密麻麻的激光雷达时,究竟会怎样?
技术的发展终究是随着场景的复杂化而逐渐发展的。
关于激光雷达相互干扰如何发生,分为几种环境。
威尔森智能网联应用中心总设计师竺大炜分析,具体分为两种环境:同品牌安装激光雷达存在干扰,以及不同品牌车型间的干扰。
其中不同品牌车型的干扰,也分为两种,有意干扰和无意干扰。
竺大炜说,上述问题在理论上存在,但是在实际中还没有成为问题,由于目前并没有搭载激光雷达的量产车大规模上路。
这也是为什么很多车企在谈起干扰问题时,承认其普遍存在并认为可以或许被容易办理的原因。
但是,主动驾驶是会在不同场景中逐步落地的。
目前很多车企都先从自主泊车功能入手,由于场景单一,行驶速率低,相对来说更好实现。
在自主泊车功能下,车辆可以在封闭的停车场环境中自己找到停车的位置,而无需驾驶人员在车内控制。那么封闭的停车场可能就是最早出现干扰的环境之一。由于它具备了大量配装激光雷达的主动驾驶车辆聚集的条件,当主动泊车被广泛使用,车辆之间的激光束形成干扰。
固然,竺大炜也称,这种低速场景下的封闭环境所产生的干扰问题,对安全方面的影响还比较小,同时,也倒逼车企从技术层面办理这个问题,好比,在低速场景下接纳纯视觉方案等。
研发了4D雷达雷达激光模拟器的德国技术公司罗德与施瓦茨,在其测试体系中也思量到激光雷达的干扰因素。据其产品研发人员向品玩/品驾介绍,雷达在设计阶段以及各个测试阶段,再到末了装车阶段,对频率、带宽、信号工作的模式等都是有相应指标严格要求的,在之后的整车验证阶段也有相应尺度,其测试体系也会对电磁兼容的测试举行验证。
那么,另一种环境——有意干扰,虽然发生的概率低,但是一旦出现,杀伤力极强。
今年欧洲杯,英格兰队坐镇伦敦温布利球场对阵丹麦队的那场角逐,在加时赛英格兰罚进关键点球时,有现场球迷用激光笔照射丹麦门将,并一度照射到其眼睛上。终极英格兰球队点球成功,这场决定成败的点球到底有没有激光笔干扰的原因,终极组委会并没有给予解释,但是英格兰球队却因此留下了“胜之不武”的名声。
不妨开个脑洞,如果有神秘黑客构造,使用大型激光笔干扰正在行驶的主动驾驶车辆,那结果会怎样?
一定不堪设想。
虽然黑客攻击汽车,造车交通大面积瘫痪的场景只在影戏里见过。也正由于它带来的安全隐患巨大,零跑负责主动驾驶测试的人员说,办理传感器干扰问题会是一个十分复杂的问题。这其中不乏不可预测的场景太多,涉及到的除了技术层面的“功能安全”问题,也面临着很多难以预知的风险。
再完善的办理方案,对还没发生的意外环境的预知终究是有限的。
近几年来,辅助驾驶致死事故增加,也是在提示我们,技术还没有做到百分百安全。
如竺大炜说,如何让车主感受到自己在安全的环境中,是主动驾驶期间一个很重要的课题。
“现在车辆失控,人还理解,但是以后车辆失控可能会无法理解,会引起恐慌。”竺大炜说。
根据《北京市主动驾驶车辆门路测试陈诉》统计,国内主动驾驶汽车所接纳的激光雷达品牌,71%是国产的,线数多为40线以下。
目前,在北京测试的测试主体接纳的都是激光雷达+毫米波雷达+超声波雷达+摄像头的感知方案,这种方案可以或许感知各种环境和照明条件,形成相互补充。
为了达到成本与安全的最佳平衡,不同品牌都在慎重选择自己的感知方案。
但是,在实际的应用场景中,对于驾乘者来说,除了颠覆性的驾乘体验,那些隐藏在硬件、感知、算法背后的安全感,究竟该如何得到?
当各种感知方案出现,驾乘人员如何知道自己正在使用哪种方案,以及它的安全性?
激光雷达被认为是精度最高的传感器方案,最高精度的硬件,终极是否能带来绝对的安全?
大概说,如果真的事故到临,车内的驾乘人员会知道究竟发生了什么吗?
激光雷达干扰问题只是一个缩影,它是在对我们在未来主动驾驶期间真正到临时的一个预警,也是为科技公司、主机厂、以及整个法律法规环境提一个醒:当科技进步推动着汽车进入一个新的期间进程的时间,安全究竟该如何界说? |
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