本文以Aeye的气(qì)球挑战(zhàn)为例,解释了自动驾驶(shǐ)在未来发展道路(lù)上还(hái)要解决的长尾问题(tí)。
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卡耐基梅隆大学Argo Lab人工智能无人驾驶研究中心首(shǒu)席科学家(jiā)约翰(hàn)·多兰在一次采访(fǎng)中(zhōng)提(tí)到,自动驾驶迟到的原因归结为(wéi)两点:底层技术(shù)和(hé)真实应用场景。在技术方面,自(zì)动(dòng)驾(jià)驶(shǐ)的底层架构和大部分技术(shù)问题已经被(bèi)解决,剩(shèng)下的5%的长尾(wěi)问题,逐渐成了制(zhì)约自动驾驶发展的关键(jiàn)。这些问题包括各种零(líng)碎的场景、极端(duān)的情况(kuàng)和无法预(yù)测的人(rén)类行为。
为(wéi)了克服这些长尾问题(tí),目前很多公司都在进行大量真实路测实验来找到(dào)并解(jiě)决(jué)这(zhè)些边界化的难题。
最近,激光雷达公司Aeye就做了一次挑战,自动驾驶如(rú)何(hé)一个漂浮(fú)在路中央的气球(qiú)。通过在L4级无人驾驶汽车往往偏(piān)向避免碰撞,在这种情(qíng)况下(xià),它们会采取(qǔ)的规避动作或者踩(cǎi)刹车,来避免不必(bì)要的事(shì)故。而气球是个软性的(de)物体,可以直(zhí)接无障碍的通过(guò)。
如果让无人驾驶汽车判断(duàn)出物(wù)体的性质来判断是否可以通过?
相机往往(wǎng)很难(nán)以区分障碍物(wù)的(de)软、硬(yìng),一切在它眼中都只是像素。在(zài)这(zhè)种情况下,知觉(jiào)训(xùn)练几乎是不可能的,因为在现实世界(jiè)中,软的物体可以呈现出任意形(xíng)状、形式甚(shèn)至拟人化的状态。相机检测性能是完全依靠适当的训练,通过把所有可能的(de)外(wài)观排列组合来找(zhǎo)到合适的类别,但是遇到(dào)太阳眩光、阴(yīn)影(yǐng)或夜间(jiān)行驶等条件(jiàn)下,对性(xìng)能造成影响。
雷达对物体材料(liào)是敏感的。不含(hán)金属的软物体或者没有(yǒu)反(fǎn)射率的物体,无(wú)法反(fǎn)射(shè)无(wú)线(xiàn)电波,所以雷达不能识(shí)别气球。此外,雷达在(zài)训练中通常会忽(hū)略静止的物体,否则它会检测出成(chéng)千上万的目标,阻碍车辆的行驶。所以,即使气球是由反光金属塑料,但它漂浮在空(kōng)气中(zhōng),可能没有足(zú)够的相(xiàng)对运动让雷达探测(cè)到(dào)它。即使把(bǎ)相(xiàng)机和(hé)雷(léi)达组合(hé)在一(yī)起,也(yě)无法在任意(yì)条件下,做出正确的判断(duàn)。
相(xiàng)比之下,足够密(mì)度(dù)的激光雷达点云,在提供足够的数据(jù)分类以及恰当的(de)路(lù)径规划算法的情况下,可以检测像气球一(yī)类的柔软、可变形物体。收集足够(gòu)多的气(qì)球(qiú)数(shù)据,并(bìng)确(què)定(dìng)其分类、形状(zhuàng)和速度数据发送到域控制器。激(jī)光雷达探测到气球(qiú),并将其标记为动态感兴趣的区(qū)域(ROI),解决(jué)在此类条件下的(de)长尾问题。
2019年,尽管一些公开的道路测试甚至(zhì)无人(rén)车(chē)商用已经开始,同时大部(bù)分技术问题已不再(zài)是(shì)问(wèn)题(tí),但是(shì)我们面临的车辆(liàng)长尾问题仍不在少数。
有网友专门整(zhěng)理了这些无人车很难做出(chū)判断的场景,比如(rú)打伞的(de)人,人(rén)在车后搬箱子、树(shù)倒(dǎo)在路中央等等。
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这些有人类行为参与的场景,就像正态分(fèn)布(bù)曲线那样。即使图(tú)像两端的(de)情况很少发生,我们(men)的测(cè)试也要涵盖进去所有(yǒu)的人类行为情况。既要通过实际路测来发现(xiàn),也要(yào)通过无数(shù)的(de)仿(fǎng)真测试,去创造、搭建足够的(de)数据(jù)来保(bǎo)证行驶的安全。
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我们坚信,经过与长尾问(wèn)题不断(duàn)的纠缠打磨,未来的自动驾驶系(xì)统将变得越来越可(kě)靠。