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自动驾驶优化出更好的算法

日期:2022-07-04 11:54:17 作者:乐鱼在线 来源:乐鱼体育安卓版下载 阅读:14

  视频说的是同一件事:一辆 Model 3 在高速公路行驶时,一头撞上了侧翻在地的一辆白色货柜车。Model 3 车头甚至插入了货柜中。

  这一事件迅速让人联想起特斯拉 2016、2019 的两宗 Autopilot 致命车祸——同样是白色货车,同样是无法识别,同样仿佛不带减速的一头撞上…。

  人们问:Model 3 的 Autopilot 方案是不是依然存在着致命的 BUG?我们又怎么正确认识 Autopiolt…。仅仅去指责用户的滥用?

  我们采访了三位自动驾驶领域内的资深工程师,有知名大厂的总监,也有自动驾驶公司硬件负责人,得到了一些有趣的回答,譬如,

  从视频来看,这惊魂一撞发生在今天早晨六点多,于台湾嘉义的高速公路上。仅仅三四个小时后,现场视频就穿越海峡,传遍了大陆社交网络、车主社群。

  从画面来看,一辆白色 Model 3 一头撞上了一辆侧翻在地的白色货柜车。高处的监控视频还显示,Model 3 在临近货柜车之前曾有制动动作,但不知为何依然以很高速度撞上了侧翻车辆,甚至让货柜车向后挪动了几米。

  此外,货柜车司机事发前已经站在了前方,摇手示意过往车辆注意,但好似没有起到警示作用。

  根据当地媒体报道,这起事故并没有人员伤亡。Model 3 车头有所毁坏,但好在货柜车装的是早餐食材,因此 Model 3 虽然撞破了货车车顶,但被「奶油沙拉」所缓冲,事故并没有想像中惨烈。

  报道还称称当地警方进行了,酒测值是 0.00 mg/l。司机黄某称当时车辆开启了 Autopilot 辅助驾驶系统,时速约 110 公里每小时,发现前方有车时刹了车但为时已晚。

  网上评论大多认为车辆当时处于 Autopiolt 状态,「感觉(司机)在玩手机没看路。」、「这一定睡了,因为这侦测到大货车司机时有刹了一下,之后刹车放了继续撞,不过好险有前面刹那一下,不然应该更惨。」

  当然,也有特吹言论:「对特斯拉 AP 来说,那不是一台卡车,因为卡车不长那样子,它可能已经融入了远方的天际。从另一个角度来看,这车不会白白牺牲,每次意外的累积就是特斯拉的进步方式。」

  上面那段话我们其实挺熟悉,两岸一家亲果然没错。当然,也会有反讽。譬如「自动避让高潮尬吹,一头撞上集体沉默」之类的。

  只是,「每次意外的累积」到底是不是「特斯拉的进步方式」?从这宗事故来看,起码值得商榷。

  很多人都会将今天发生的事故与 2016、2019 年两宗特斯拉 Autopilot 致命车祸联想在一起。

  2016 年 5 月,佛罗里达州一位名叫 Joshua Brown 的 40 岁男子开着 Model S ,在 Autopilot 状态下撞到了一辆正在过马路中的白色拖挂卡车,Model S 直接切头,驾驶员死亡。这是特斯拉 Autopilot 的第一起致死事故。

  三年之后的 2019 年 3 月,同样在佛罗里达,一辆 Model 3 以 110 公里时速侧面撞击了一辆正在穿过马路的白色拖挂卡车。Model 3 同样处于自动驾驶模式,司机以及 Autopilot 系统未做任何回避动作,车辆同样被「切头」,50 岁男性司机当场死亡。

  这两宗事故当时都引起轩然,甚至引发了特斯拉与 Mobileye 的决裂(原因之一),特斯拉此后也修改了关于「Autopilot」的表述,不再强调「自动驾驶」。

  从 Autopilot 的应用来看,我们认可特斯拉官方的解释——AP 的出现,事实上减少了道路上的交通事故。但我们并不认为,特斯拉已经解决了「白色货柜车」的 BUG 问题。

  广州自动驾驶公司文远知行在去年曾经发表过一篇文章,认为特斯拉在过去几年进行了 1 次重大传感器方案升级,3 次计算平台升级以及数次重大软件版本升级,但还是无法解决这一已知致死(足够严重)的Bug。(未包括 FSD 的升级)

  从传感器角度来看,他们认为特斯拉的传感器配置只有前向广角近距离摄像头可以有效「看到」正在横过马路的白色拖挂卡车,但「基于单目摄像头获取深度也受到拖挂车白色涂装影响无法有效提取特征点,从而无法进行有效的深度恢复(Structure from Motion, SFM)。」

  换句话说,它虽然能看到但无法辨别出广告牌、天际线还是横过马路的白色货柜车。加上广角摄像头只能看到约 50m 处的车辆,在高时速下(30米/s)下,留给系统的反应时间只有短短 2 秒,远远满足不了刹车所需的时间与距离。

  而今天发生在台湾的类似事故,用资深自动驾驶工程师黄觉(化名)的话来说,只要存在概率问题就一会有概率事故发生,或早或晚。特斯拉目前并没有解决这个「长尾」问题。

  特斯拉没有解决,是解决不了,还是「还没解决?」其他车厂又是否有能力解决?

  某大厂资深工程师刘新光(化名)说,目前全球量产车其实都会遇到这个坑。另一家大厂的自动驾驶总监张卫(化名)也说,CameraRadar 这时候是不好使的,「静止异型车」都是坑。

  不过,黄觉觉得奥迪装在 A6、A7 等车型上的 L3 级自动驾驶系统「能够稳定检测出这个场景」,因为奥迪的系统使用了激光雷达,但「代价很大,光激光雷达硬件成本大概 300、400 美金,还不包括软件开放的成本。」

  毫米波雷达则很难对静态物体进行检测,「所有静态物体,譬如大桥接缝、路上钉子、可乐管、非常缓慢移动的物体等,对 Radar 而言都很容易形成噪点,否则没法开。」

  激光雷达由于检测回波能量、白色面发射率高,因而对大面积白色物体容易识别。

  当然,不是说摄像头、毫米波雷达不能做到,但相对于激光雷达而且的确是比较难。尤其是如何在快速移动中做到「高可信度」。

  一种是单机识别,譬如通过激光雷达的 3D 信息,发现前方斜率出现变化,认为有障碍物于是采取了动作。「但这个比较笨」,而且需要算法的特别训练;

  另一种则是基于高清地图(譬如 Mobiley 的 REM),甚至雷达特征地图(博世目前在推进)进行比对。「我看过这个地图,但之前道路上没有这个物体。」于是采取了行动。

  「一个比较内部的信息是,特斯拉内部对高精地图的重视不够。」黄觉告诉我们,特斯拉的 IMU 惯性传感器是不足的,这会导致行驶时很难做到非常精准的车道级定位。

  必须要说明,黄觉毫无疑问是「激光雷达」派。而众所周知,特斯拉是视觉路线,认为人眼能解决的问题,摄像头同样也能解决。

  而在刘新光看来,虽然「侧翻的白色货柜车」或者「异型静态车辆」对于任何厂家而言都是「坑」,但视觉路线是能解决这个 Corner Case(极端情况或者小概率事件) 的,前提是算法能识别。

  刘新光认为关键问题是数据训练,现在的特斯拉明显没有对这样的特殊场景进行过数据训练,进而无法识别出有一个大货车横在那里。

  「就好像毫米波能识别出前方有个东西,但不确定是什么,然后去问摄像头大哥:这是什么?结果摄像头说,我也没看过呀。」

  他认为只要有技术方案,特斯拉肯定可以通过 OTA 解决这个问题。目前看没有解决,只是说明这一问题的优先级没有在前面。特斯拉完全能通过数据闭环,对这样一个 Corner case 做出应对。

  他告诉我们,这种极端情况即使特斯拉有那么车在路上跑,但依然是小概率的。它必须购买、采集更多的数据,然后在台架上跑、在算法上跑,此后再搭建场地做适应性训练。

  「这个代价有多高?你想想,时间、设备,搭建场地,投入的研发力量,就为了解决这 0.005% 的极端情况。」

  而相较于这样昂贵的工程解决方法,车厂其实还有零成本的方法,那就是「交付时反复强调不是全自动驾驶。」

  至于现在大家对这宗事故关注度这么高,一个原因是「这个就叫做过分宣传带来的反噬。」

  就 L2 系统而言,台湾事故,包括 2016 年、2019 年的致死事故,都可以说车主滥用了 Autopiolt 系统。

  他认为目前厂家在 L2 系统中太过于考虑用户体验。虽然逻辑上没错,但在实际操作中,会让「人在最困难的地方,做最艰难的决定」。

  譬如台湾事故,车主在发现后已经刹不住了。「舒适性做好了,但留给用户的选择空间也不多。」

  黄觉说为了用户体验、为了舒适,「不急着刹车,将问题往后推,一旦超过了系统判定能力,留给司机的决策时间就会很短。场景越复杂,越是剥夺了司机提早做决策的权限。」

  目前的自动驾驶研发已经脱离了「安全、不安全」的二元思考,「大家都在跟概率做斗争。」黄觉说,在 L4 级的自动驾驶研发中,他们要求的是不能漏报,这与 L2 的策略完全不同。

  在台湾事故中,能很清楚看到侧翻货车的司机在前方挥手。刘新光说,高速公路原本就不应该有人,因此在 NOA 等类似功能设计时,可以将「路人挥手」这样的场景纳入决策依据。

  一旦传感器捕捉到,就可以判定前方出现了紧急状况,即使不采取行动,也应该警示驾驶者注意。而他们一定会把这样的场景写入算法中。

  「自动驾驶,本质上是数据驱动。更多的数据,覆盖更多的极端情况,优化出更好的算法。」

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  和特点 高线 QAM的调制频率 Tx IF范围:200 MHz - 700 MHz Tx RF范围:800 MHz - 4,000 MHz Tx功率控制范围: 25 dB SPI控制接口 32引脚5 mm × 5 mm LFCSP封装 产品详情 HMC8200LP5ME是一款高度集成的中频(IF)发射器芯片,可将行业标准300 MHz至400 MHz IF输入信号转换为输出端的800 MHz至4000 MHz单端射频(RF)信号。 中频发射器芯片采用紧凑型5 mm × 5 mm LFCSP封装,支持高达1024 QAM的复杂调制频率。HMC8200LP5ME在大幅缩减尺寸和成本的同时可降低传统微波无线电的设计复杂性。HMC8200LP5ME具有−31 dBm至+4 dBm的IF输入功率范围,以1 dB步长提供35 dB数字增益控制,且模拟电压增益放大器(VGA)持续控制-20 dBm至+5 dBm的发射器输出功率。 该器件还具有三个集成式功率检波器。第一个检波器(LOG_IF)可用于监控中频输入功率。第二个检波器(SLPD_OUT)是一个平方律功率检波器,用于监控进入混频器中的功率。第三个功率检波器(LOG_RF)用于监控输出功率,可用于实现输出功率的精细调整。 应用 点对点通信 卫星通信 无线微波回程系统 另请查...

  和特点 单芯片多频段3G收发器兼容3GPP 25.104第9版WCDMA/HSPA标准 覆盖UMTS频段频段I至VI和VIII至X的本地区域BS级 直接变频发射机和接收机 WCDMA和GSM接收基带滤波器选项 易于使用,校准工作量极小自动Rx直流失调控制简便的增益、频率和模式编程 低电源电流接收电流:50 mA(典型值)发射电流:50 mA至100 mA(随输出功率变化) 6 mm × 6 mm、40引脚LFCSP封装 只需极少的外部器件集成多频段多模式监控无Tx SAW或Rx级间SAW滤波器集成电源管理集成频率合成器,包括PLL环路滤波器集成PA偏置控制DAC/GPO 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 ADF4602是一款3G收发器IC,具有无与伦比的集成度和特性集合,非常适合提供蜂窝固定移动融合(FMC)服务的高性能3G毫微微蜂窝。只需少数几个外部器件,便能实现完整的多频段收发器。单个器件支持UMTS频段1至6和8至10。接收机基于直接变频架构,这种架构是高度集成的宽带CDMA (WCDMA)接收机的理想选择,可通过完全集成所有级间滤波来减少物料用量。前端含有三个高性能单端低噪声放大器(LNA),使该器件能支持三频段应用。单端输入结构可简...

  和特点 转换增益: 12.5 dB(典型值) 镜像抑制: 28 dBc(典型值) 噪声系数: 5 dB(典型值) 针对1 dB压缩(P1dB)的输入功率: -9 dBm(典型值) 输出三阶交调截点(IP3): -1 dBm(典型值) 输出二阶交调截点(IP2): 20 dBm(典型值) RFIN上6倍本振(LO)泄漏: -40 dBm(典型值) IFOUT上1倍LO泄漏: -50 dBm(典型值) 射频(RF)回波损耗: 5 dB(典型值) LO回损: 20 dB(典型值) 裸片尺寸: 3.599 mm × 2.199 mm × 0.05 mm产品详情 HMC7586是一款集成E频段的砷化镓(GaAs)单芯片微波集成电路(MMIC)同相和正交(I/Q)下变频器芯片,工作频率范围为71 GHz至76 GHz。 HMC7586在整个频段内提供12.5 dB小信号转换增益和28 dBc镜像抑制性能。 该器件采用低噪声放大器,后接由6倍倍频器驱动的图像抑制混频器。 该镜像抑制混频器使得低噪声放大器之后无需使用滤波器。 可针对直接变频应用提供差分I和Q混频器输出。 或者,可利用外部90°混合型器件和两个外部180°混合型器件将输出合并,以实现单边带应用。 所有数据包括IF端口上1 mil金线焊的效应。应用 E频段通信系统 高容量无线回程 测试与测量...

  和特点 频段:57 - 64 GHz RF信号带宽:最高达1.8 GHz 噪声系数:8 dB(典型值) 接收器增益:0 - 70 dB 数字和模拟RF和IF增益控制 可编程基带增益和滤波器带宽 集成频率合成器 集成镜像抑制滤波器 部分外置的环路滤波器 支持外部LO 片内温度传感器 支持256-QAM调制 集成AM和FM检波器 通用模拟I/Q基带接口 三线式串行数字接口 符合RoHS标准的75引脚晶圆级球栅阵列封装 产品详情 HMC6301是一款完整的毫米波接收器集成电路,采用符合RoHS标准的6 mm × 4 mm晶圆级球栅阵列(WLBGA)封装,包括低噪声放大器(LNA)、镜像抑制滤波器、RF至IF下变频器、IF滤波器、I/Q下变频器和频率合成器。该接收器的工作频率范围为57 GHz至64 GHz,双边调制带宽高达1.8 GHz。集成式频率合成器在250 MHz、500 MHz或540 MHz步长下进行调谐,具有出色的相位噪声,支持高达64 QAM的调制。或者,可以注入外部LO,它支持用户可选LO特性或相位相干发射和接收操作以及高达256 QAM的调制。通过通用模拟基带I/Q接口提供对各种调制格式的支持。接收器器件还内置AM和FM检波器以便解调开关键控(OOK)、频移键控(FSK)或最小...

  和特点 用于单端接收机(Rx)输入和本振(LO)输入的集成巴伦 Rx通道增益: 22 dB 噪声系数(NF): 10 dB P1dB: −10 dBm LO输入范围: -8 dBm至+5 dBm Rx至IF隔离: 30 dB RF信号带宽: 250 MHz Rx输出阻抗: 900 Ω差分 LO输入缓冲器: 24 GHz RF和LO S11(50 Ω时): -5 dB 集成模拟输出的温度传感器:±5° 静电放电(ESD)性能 人体模型(HBM):2000 V 充电器件模型(CDM):500 V 通过汽车应用认证 产品详情 ADF5904是一款4通道、24 GHz接收机下变频器。 每个通道包含一个集成片内巴伦的单端RF输入,后接差分低噪声放大器(LNA),以及集成差分输出缓冲器的下变频混频器。 RF LO路径还有片内巴伦。 片内寄存器通过简单的三线式接口进行控制。 ADF5904采用紧凑型32引脚、5 mm × 5 mm LFCSP封装。 应用 汽车雷达 工业雷达 微波(μW)雷达传感器 方框图...

  ADMV4420 具有集成小数 N 分频 PLL 和 VCO 的 K 波段下变频器

  和特点 RF 前端集成了 RF 巴伦和 LNA双平衡有源混频器,带高动态范围 IF 放大器具有低相位噪声和多核 VCO 的小数 N 频率合成器采用集成 LDO 稳压器的 5 V 电源供电输出 P1dB:7 dBm输出 IP3:16 dBm转换增益:36 dB噪声指数:7 dBRF 输入频率范围:16.95 GHz 至 22.05 GHz内部 LO 频率范围:16.75 GHz 至 21.15 GHzIF 频率范围:900 MHz 至 2500 MHz单端 50 Ω 输入阻抗和 75 Ω IF 输出阻抗可通过 4 线 mm LFCSP 产品详情 ADMV4420 是一款高度集成的双平衡有源混频器,集成了小数 N 分频频率合成器,非常适合下一代 K 波段卫星通信。RF 前端由集成的 RF 巴伦和低噪声放大器(LNA)组成,可实现最佳的 7 dB 单边带噪声指数,同时最大限度地减少外部元件。此外,高动态范围 IF 输出放大器提供 36 dB 的标称转换增益。集成的低相位噪声、小数 N 分频锁相环(PLL),带有多核压控振荡器(VCO)和内部 2 倍乘法器,可为双平衡混频器产生必要的片内 LO 信号,无需外部频率合成。多核 VCO 使用内部自动校准程序,使得 PLL 可选择必要设置,并锁定约 400 μs。...

  ADF5902 24 GHz、ISM 频段、多频道 FMCW 雷达变送器

  和特点 24 GHz 至 24.25 GHz VCO(工业、科学和医疗(ISM)射频频段) 双通道 24 GHz 功率放大器,输出为 8 dBm 单端输出 具有静音功能的双通道多路复用输出 可编程输出功率 LO 输出缓冲区 射频频率范围:24 GHz 至 24.25 GHz 功率控制检波器 辅助 8 位 ADC 高速和低速 FMCW 斜坡生成 25 位固定模数可实现亚赫兹频率分辨率 PFD 频率高达 110 MHz 归一化相位本底噪声为 −222 dBc/Hz 可编程电荷泵电流 ±5°C 温度传感器 4 线 SPI ESD 性能 HBM:2000 V CDM:250 V 符合汽车应用要求 产品详情 ADF5902 是一款 24 GHz 变送器(Tx)单片微波集成电路(MMIC),具有片内 24 GHz 压控振荡器(VCO)。VCO 具有分数 N 频率合成器,并具有波形生成功能、可编程网格阵列(PGA)和用于雷达系统的双变送器通道。片内 24 GHz VCO 为两个变送器通道和本地振荡器(LO)输出生成 24 GHz 信号。每个变送器通道包含一个功率控制电路。还有一个片内温度传感器。所有片内寄存器的控制都是通过简单的四线串行外设接口(SPI)实现的。ADF5902 采用紧凑式 32 引脚 5 mm × 5 mm LFCSP 封装。应用...

  和特点 24 GHz至24.25 GHz压控振荡器(VCO) 具有8 dBm输出的2通道24 GHz功率放大器(PA) 单端输出 具有静音功能的2通道Muxed输出 可编程输出功率 N分频器TX输出(鉴频器) 24GHz LO输出缓冲器 250MHz信号带宽 电源控制检波器 辅助8位ADC ±5°C温度传感器 4线式串行外设接口(SPI) 静电放电(ESD)性能 人体模型(HBM):2000 V 充电器件模型(CDM):250 V 通过汽车应用认证 产品详情 ADF5901是一款24 GHz Tx单片微波集成电路(MMIC),片内集成24 GHz VCO和PGA,并有两个Tx通道,适用于雷达系统。片内24 GHz VCO产生用于2个Tx通道和LO输出的24 GHz信号。每个Tx通道包含一个功率控制电路。还有一个片内温度传感器。所有片内寄存器均通过简单的4线式接口进行控制。ADF5901采用紧凑型32引脚、5 mm × 5 mm LFCSP封装。应用 汽车雷达 工业雷达 微波雷达传感器 工业传感器 精密仪器 油箱液位传感器 智能传感器 开门 节能 商用传感器:对象检测和跟踪 汽车、船舶、飞机和UAV(无人机):防撞 智能运输系统:智能交通监控和控制 监控和安全 方框图...

  HMC6300 60 GHz毫米波发射器,57 GHz - 64 GHz

  和特点 频段:57 - 64 GHz RF信号带宽:最高达1.8 GHz 针对1 dB压缩的输出功率:15 dBm 增益:5 - 35 dB 数字和模拟RF和IF增益控制 集成频率合成器 集成镜像抑制滤波器 部分外置的环路滤波器 支持外部LO 片内温度传感器 支持256-QAM调制 集成MSK调制器 通用模拟I/Q基带接口 三线式串行数字接口 符合RoHS标准的65引脚晶圆级球栅阵列封装 产品详情 HMC6300BG46是一款完整的毫米波发射器集成电路,采用符合RoHS标准的6 mm x 4 mm晶圆级球栅阵列(WLBGA)封装,工作频率范围为57 GHz至64 GHz,调制带宽高达1.8 GHz。集成式频率合成器在250、500或540 MHz步长下进行调谐,具有出色的相位噪声,支持高达64-QAM的调制。或者,可以注入外部LO,它支持用户可选LO特性或相位相干发射和接收操作以及高达256-QAM的调制。通过通用模拟基带IQ接口提供对各种调制格式的支持。发射器芯片还支持专用FSK、MSK、OOK调制格式,从而实现更低成本和功耗的串行数据链路,而无需使用高速数据转换器。差分输出向100 Ω负载提供高达15 dBm的线性输出功率。同时支持单端操作,最高12 dBm。与HMC6301BG46一起,完整的60 G...

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