研究周报 | 特斯拉autopilot 2.0,只是有潜力达到五级自动驾驶等级

朱玉龙

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【特约研究员 朱玉龙】10月20日,马斯克在电话发布会中宣布,所有的特斯拉(Tesla)新车将装配“具有全自动驾驶功能”的硬件系统——Autopilot 2.0。一家公司,其实需要从一个长的时间轴上来看,把它说过、做过,还有实际的产品特性拿出来仔细看,然后综合在一起来分析和比对,虽然可能与事实有些差异,但是对特斯拉这家公司而言,这么做是非常必要的。

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第一部分、自动驾驶硬件(Autopilot)的系统升级

1.首先回顾Autopilot本身:

一路走高

·2014年10月 钢铁侠发布了这个功能,然后给10号以后生产的车都预装了这个功能 (October 10,2014 After weeks of speculation Elon Musk finally reveals 'The D', along with autopilot capabilities for Model S.)

·2015年10月 发布软件版本7.0 推送的功能里面包含了 多个辅助驾驶的功能Your Autopilot has arrived

·2016年1月 宣传视频:若干个演示视频:自动驾驶仪的召唤(Autopilot Summon)、紧急变线(Lane Change)、自动泊车(Autopark)、自动引导(Autosteer)

·2016年1月 加州DMV的自动驾驶报告

一路走低

·2016年5月 Joshua Brown出事故死亡

·2016年6月底 美国道路安全局(NHTSA)进行调查

·2016年7月与以色列智能辅助驾驶公司(Mobileye)结束合作关系

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图1 整个事件的历程

在整个过程里面,谈及Autopilot的易用性,可以在Tesla的网站里,刊登的客户故事,以及在很多客户体验、(科技和汽车)媒体方面有很多好的反馈。转折点在Joshua Brown的死亡事故,道路安全局的调查,还有与合作伙伴的分道扬镳。

然后在这个时间点上,发布了一套感知和处理系统包括:前视摄像头(挡风玻璃后),前视摄像头三个本身功能上进行了分工,与长距毫米波雷达(77Ghz)融合来做处理。广视角前视摄像头(低速城市路况):120度鱼眼镜头,用于特定功能的处理,获取交通灯,障碍物切入行前方行驶路径和近距离物体。主摄像头:多用途;窄视角前向摄像头(高速路况):检测前方车道情况。侧方检测和侧后方检测摄像头:这两边两组(4个)主要的功能是检测侧后方盲点区域内的车辆,主要防治在高速行驶过程中,车辆插入变道的信息,还有一些交叉路口。后方摄像头:主要考虑在复杂操作和城市道路环境中的情况。

仔细看英文的新闻,留了余地,有达到美国汽车工程师学会(SAE)自动驾驶等级5(L5)的潜力。马斯克说,这意味着他的车将有潜力达到5级的最高水平,甚至不需要司机的帮助。(Musk says this means his cars will have the potential for level 5 autonomy—the highest level, which requires zero interaction from the driver).

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图2 Tesla Autopilot2.0感知系统变化

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图3 感知系统功能定义

在探讨这个事情的时候,我们可以这么看问题:

1)实施:先全部装上硬件,与之前Autopilot发布之前一样,让消费者有悬念和盼头。

2)时间:全自动特斯拉汽车(Every Tesla Car Will Be Fully Autonomous by 2017),仔细核对:

·2014年10月—2015年10月,一年时间

·2016年10月—2017年,也有一年的时间

3)能力:有能力达到5级(SAE Level5),并推送给客户

4)价格:Autopilot 2500美金,Autopilot2.0 8000美金

第二部分 探讨可能性和原因

Tesla不是一家传统汽车公司,其商业模式和延展的空间,不是传统汽车厂家所能涉及的,在此我们主要探讨两个问题:

1) 为什么要这么激进的发布Autopilot2.0?

如下面两个图所示,一旦投入巨额的资金量建立电池工厂,接下来就需要围绕着电池工厂来考虑不同的产品,这个设计主导权和工厂产出效益是有关联的。电池工厂和乘用车工厂原来可能是完全绑定的,至少要在后续的皮卡、卡车和大巴出来之后,这些看上去相对高价的产品出来之前,把Model3产量铺出来。在限定住3.5万美金的基础价格上,维持产品的畅销和品牌的升值潜力,需要除电动汽车之外的特性来支撑。纯电动汽车在“加速”、“空间”这两个特性上延展的空间不大。

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图4 Tesla的大生意模式

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图5 Tesla电池工厂

2) 这么激进是否做得到?这个问题需要分成两部分,第一部分是它想要达到什么样的水平?

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图6 SAE L5的基本要求

其中争议最大的莫过于设计适用范围(Operational Design Domain),现在所有的企业都至少在这一项上需要留约束,以保证系统的安全运行。

车企鉴定并记录高级自动驾驶汽车(HAV)系统的设计适用范围,部署在公共道路上使用,这个设计范围由不同的属性所组成:系统安全运行道路类型、地理范围、速度范围、系统的操作环境(天气,白天和夜间等)、其他领域的限制。

自动驾驶系统应该在设计适用范围能够安全运行,当偏离ODD时,车辆应以最小风险的状态过渡。一下子进入了无限制的第五级,等于把之前所有车企对辅助驾驶功能的约束全部跨过。

·L5与制动防抱死系统(ABS)、电子稳定程序控制系统(ESC)的适用性类似,其复杂度差异就大了

·在L4限定特定场景和速度的机场巴士等特殊应用来对比,也比较清晰。

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图7设计适用范围的对比

第二部分才是它是否能做到安全的交给客户使用,根据现在有限的信息是,想要经过美国国家公路交通自动车辆政策《(NHTSA)’s Federal Automated Vehicles Policy》里面对于HAV的安全性认证,这个事存在着很多的考虑。这是一个想法,一个方案,用现有衡量自动驾驶系统安全的尺子来看,离彼岸的距离很远(一年的时间很难实现五级自动驾驶)。回到之前的论断,宣传上说有潜力的五级自动驾驶(have the potential for level 5 autonomy)是没错的,达到或者已经实现是会害死很多人的。

参考文献:

1.SAE J3016 Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles

2.(NHTSA)’s Federal Automated Vehicles Policy

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