特斯拉Autopilot自动辅助驾驶再升级:用雷达绘制3D“高清场景”

日前,据特斯拉官方透露,在即将向特斯拉车主推送的8.0版本软件中,最显著的就是Autopilot自动辅助驾驶升级。新版本的系统通过使用车辆搭载的雷达,采用更先进的信号处理,生成一幅世界的影像。该雷达是Autopilot自动辅助驾驶配套硬件的组成部分,全部2014年10月之后出厂的特斯拉车型都搭载了这一雷达。一直以来,该雷达一直是主摄像头以及图像处理系统的辅助传感器。

特斯拉Autopilot自动辅助驾驶再升级:用雷达绘制3D“高清场景”

特斯拉相信该雷达可被用作主控制传感器,且不需要摄像头确认视觉形象识别。在雷达探测成像时,光子在波长运行中可以轻易地穿越雾、粉尘、雨、雪,然而金属物品看起来如同镜子。雷达可以识别人,但是他们被显示为部分透明。不过,木制品和塑料制品这些对人类而言显而易见的物品,对雷达而言,几乎都像玻璃一样透明。

另一方面,任何带有皿状的金属表面不仅仅会反光,更会将反射信号放大数倍。比如,一个丢弃在公路上的易拉罐,如果凹状瓶底朝向车头,就会被雷达识别成为一个大型的危险障碍物,你一定不想猛踩刹车而躲避一个小小的易拉罐。

因此,如何避免由于错误报警而导致车辆停止行进,是使用雷达带来的一个大问题。在车辆即将撞上大型物体时,刹车是必要的,但绝对不是为了避开一个易拉罐。这些不必要的刹车行为,轻则带来负面情绪,重则导致驾驶员受伤。

为了解决误识别障碍物从而导致频繁刹车制动问题的第一步,是拥有更为详细的点云数据。空中升级8.0系统对现有雷达功能的解锁,使得每一个雷达可以探测到比之前多六倍的周边物体,并且有能力在每一个物体上获得更多细节信息。

减少误识别的第二步,则包括了以十分之一秒的速度,整合雷达的影像帧汇编成现实场景的3D“影像“。在一般情况下,通过单一影像帧,很难知道物体是移动的,静止的,或者只是反光造成的虚像。能够的到精确的辨别,需要通过比较包含车辆速度、预期轨迹信息的连续影像帧。这样,车辆才可以分辨前方物体是否是真实的,同时评定碰撞的概率。

第三步就更加复杂:当行驶中的车辆正在接近一个路标位于坡顶的上行高速公路,或一个路标位于桥下的下行桥梁时,这种视觉上的落差,经常看起来像是碰撞路线。而导航和高精准GPS都不足以判定车辆是否将要通过此路段。到车辆接近道路变道口时再刹车为时已晚。

这种情况下,车队学习功能便派上用场。一开始,车队不会采取任何行动,而只是识别出路标、桥梁和其他静止的物体,并通过雷达绘制地图。汽车电脑在后台将核实其预计应该刹车、与驾驶员的实际行为进行比较,并将这些数据上传至特斯拉数据库。如果一些车辆安全通过被雷达标定的物体,无论Autopilot是否开启,这个物体将被加入地理编码的白名单(被标注安全)。

即使数据显示某一地段因误判而导致刹车行为的几率很小,车辆依然会在摄像头没有探测到前方障碍物的情况下,采取轻微制动。随着系统的不断优化,当雷达确定99.99%发生碰撞的可能性时,刹车强度将会逐步提升至全力制动。或许这不能彻底地避免碰撞的发生,但明显的减速,会使车上乘客受到严重伤害的机率大大降低。

以上功能结合雷达,可以实现穿透大多数难以目视的物体的能力,将带来的直接效果是,车辆几乎可以无障碍的实现高效率准确制动。也就是说即使UFO降落在能见度为零的高速公路上时,特斯拉也能及时地采取制动措施。

让这项技术更进一步,未来特斯拉将可以搜集到,由前车底部传回的雷达信号并及时刹车,即使前车无法被图像及雷达系统所探测到,特斯拉也可以使用雷达脉冲信号和光子飞行时间来辨别信号。或许前车会撞上浓雾中的UFO,但特斯拉不会。

除最新的雷达识别功能外,新版本的自动辅助驾驶还做出了一些其他的优化:

1、TACC最大制动率提升,并且延迟时间缩短五分之一;

2、车辆通过识别两辆车的雷达回波,提升车辆紧急刹车,或其它引起大力刹车的事件的反应速度;

3、搭载空中升级8.0版本,或使用8.1版本导航系统,车辆识别高速公路出口(但是目前仅限美国使用);

4、当超越一台接近分道线边缘的速度较慢车辆时,特斯拉车辆可自动调整在车道内的位置(尽量保持安全的侧向车距);

5、车辆提示警报更加明显,包括在仪表板上通过闪烁白色边框提示驾驶员;

6、通过识别前车转向灯,提高对插队车辆的侦测;

7、在欧洲地区减小右侧超车的可能性(但不知靠左行驶的国家或地区,车辆将会如何判断);

8、提高自动并线功能的可用性;

9、如驾驶员始终忽略车内重复的警报,车辆将禁用辅助转向功能,直至车辆驻车;

10、在紧急情况下,自动刹车功能将更有效的介入;

11、即使车辆未开启辅助转向功能,当车辆检测到即将偏离行驶道路,驾驶员仍然没有转动方向盘时,车辆会发出警报;

12、随着数据的完善,在即将发生交通事故时,车辆会主动开启辅助转向功能,尝试避免一定会发生的碰撞;

13、得益于车队学习功能,车辆的弯道车速调节可随之适应。

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