本文以(yǐ)Aeye的气球(qiú)挑战为(wéi)例,解释了自动驾驶(shǐ)在未(wèi)来发(fā)展道路上还要解决(jué)的长(zhǎng)尾(wěi)问题。
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卡耐基梅隆大学Argo Lab人工智能(néng)无人驾(jià)驶研究中心首(shǒu)席(xí)科学家约翰·多兰在一(yī)次采(cǎi)访中提到,自动(dòng)驾驶迟(chí)到的原因归结为两点:底(dǐ)层技术和真实应用场景。在技术方面,自动驾驶的底层架(jià)构和大(dà)部分技术问(wèn)题已经被解决,剩下(xià)的5%的(de)长(zhǎng)尾问题,逐渐成了制约自(zì)动驾(jià)驶(shǐ)发展的(de)关键。这些问题(tí)包括各种(zhǒng)零碎的(de)场景、极端的情况(kuàng)和无法预(yù)测(cè)的人类(lèi)行(háng)为。
为了克服这些(xiē)长尾(wěi)问题,目前很多公司(sī)都在进行大量真实路测实验(yàn)来找到并(bìng)解决这(zhè)些边(biān)界化的难题。
最近,激(jī)光雷(léi)达公(gōng)司Aeye就(jiù)做了一次挑战,自动驾驶如(rú)何一个漂(piāo)浮在路(lù)中央(yāng)的气球。通过(guò)在L4级无人(rén)驾驶汽车往往偏向避免碰撞,在这种情况下,它们会采取的(de)规避动作或者踩(cǎi)刹(shā)车,来避免不必要的事故。而(ér)气球是个软性的物体,可以直接无障(zhàng)碍的通过(guò)。
如果让无人(rén)驾驶汽车(chē)判断出(chū)物体的性(xìng)质来判断是否可以通过?
相机往(wǎng)往很难以区分障碍(ài)物的软、硬(yìng),一切在它眼中都只是像(xiàng)素。在这种情(qíng)况下(xià),知(zhī)觉训练(liàn)几乎是不可能的,因为(wéi)在现(xiàn)实世界中(zhōng),软(ruǎn)的物体可以呈现出任意形状、形式甚(shèn)至拟人化的状态(tài)。相机检测(cè)性能是完全依靠适当的训练,通过把所有(yǒu)可能的外观(guān)排列组合(hé)来找到(dào)合适(shì)的类别,但是遇到太阳眩光、阴影或夜(yè)间行驶(shǐ)等条件下,对(duì)性能造成影响。
雷达对物体材料是敏感的。不含金属的软物体(tǐ)或者没(méi)有(yǒu)反射率的物体,无法反射(shè)无线电波,所以雷达不能识别气球。此外,雷达在训练中通常会(huì)忽略静止的物体,否则它会检测出(chū)成千(qiān)上万的目标(biāo),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,可能没有(yǒu)足够的相对运动让雷达(dá)探测到(dào)它。即使把相机和雷达(dá)组合在一起,也无法在任意条件下,做出(chū)正确的判断。
相比之下,足够密度的激光(guāng)雷达点云,在提供足(zú)够的数据分类以及恰当的(de)路径(jìng)规划(huá)算法的情况下,可以(yǐ)检测(cè)像气球一类的柔(róu)软、可变形物体。收集足(zú)够多的气球数据,并确定其分类、形状和(hé)速度数据发(fā)送(sòng)到域控制器。激光雷达探(tàn)测到气球,并将其标记为动态感兴趣的区(qū)域(ROI),解决在此类条件(jiàn)下(xià)的长尾问题。
2019年,尽管一些公开(kāi)的道路测(cè)试甚至无人车商用已经开始,同(tóng)时大部分技术问题已不(bú)再是问题,但是我们面临(lín)的车辆长(zhǎng)尾问题仍不在少数(shù)。
有网友专门(mén)整理了(le)这些无人车(chē)很难做出(chū)判(pàn)断的场景,比如(rú)打伞的人,人在车后搬(bān)箱子、树(shù)倒在路(lù)中央等等。
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这些有(yǒu)人类行为(wéi)参与的场景,就像正(zhèng)态分布曲线那样。即使图像两端的情况很少发生,我们的测试也要涵(hán)盖进去所(suǒ)有的(de)人类行为情况。既要通过实际路测来发(fā)现,也要通过无(wú)数的仿真测试,去创造、搭建足(zú)够的数据来保(bǎo)证行驶的安全。
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我们(men)坚信,经过与长尾问题(tí)不(bú)断的纠缠打磨(mó),未来的自动驾驶系统将变得(dé)越来越可靠。