據(jù)福布斯網(wǎng)站報道,特斯拉計(jì)劃在沒有激光雷達(dá)的情況下實(shí)現(xiàn)完全自主駕駛的計(jì)劃,而目前許多其他自動駕駛研究團(tuán)隊(duì)都在把寶押在激光雷達(dá)這項(xiàng)技術(shù)上。這并不是特斯拉唯一的逆向投資。特斯拉還決定不在自動駕駛項(xiàng)目中使用高清地圖,同樣,大多數(shù)其他研究團(tuán)隊(duì)卻非??粗剡@項(xiàng)技術(shù)。
馬斯克表示:“我們對高精度車道線(地圖)進(jìn)行了簡單的分析,但認(rèn)為這不是個好主意。”
無人駕駛汽車可能會使用多種地圖。最基本的地圖是類似導(dǎo)航系統(tǒng)和手機(jī)里的那種地圖。它們只是顯示道路的位置和連接方式。如今,包括特斯拉使用的地圖在內(nèi),大多數(shù)這樣的地圖都繪制了每個單獨(dú)的車道,因此他們知道地圖上每個點(diǎn)有多少車道,它們是如何連接的,以及每條車道的功能。
有些地圖功能會非常強(qiáng)大。他們不僅會記錄有多少車道,還會精確地記錄它們的形狀。除此之外,這類地圖可能包含路上出現(xiàn)的各種東西的位置、形狀和意義信息,比如停車位、車道護(hù)欄、道路標(biāo)志、交通信號、人行橫道和其他任何可能影響交通的事物。
這些詳細(xì)的地圖,有時會被稱為“高清”地圖,其包含諸如路面圖像(通常由激光雷達(dá)以紅外線拍攝)和周圍環(huán)境的信息,包括樹木、消防栓、郵箱或環(huán)境中的其他物體的位置。跟蹤這些物體不僅能了解它們,而且還可以協(xié)助自動駕駛汽車完成第一個任務(wù),即定位。不過,作為一種工具,GPS的準(zhǔn)確度和精確度仍不夠可靠。
如果沒有包含詳細(xì)信息的地圖,那么對地圖進(jìn)行本地化是沒有意義的。但是用戶仍然需要根據(jù)自己所處的車道確定自己所處的位置。大多數(shù)自動駕駛研究團(tuán)隊(duì)使用地圖不僅是為了本地化,更是為了幫助自動駕駛汽車?yán)斫膺@個世界。通過映射進(jìn)程,他們能夠理解周圍的事物。機(jī)器和人類努力結(jié)合起來,就能更早地確定事物的位置和它們的含義。
地圖信息可以發(fā)揮許多作用。在最極端情況下,你可以借助地圖駛?cè)胲嚨?,而無需借助眼睛所見。但是,如果實(shí)際道路發(fā)生了變化,而地圖仍未來得及更新,如此做法很可能會遭遇失敗。所以一般來說,沒有人會過于依賴地圖。即使不用傳感器,你也可能知道前方固定的障礙物在哪里。
地圖的一個常見用途是用戶可以預(yù)計(jì)在哪里可以看到什么東西。特別是,地圖可以包含十字路口的所有交通燈信息,包括其組成,它們的意義,以及它們在空間中的確切位置。一輛知道自己在地圖上位置的汽車能準(zhǔn)確地知道紅綠燈在哪里。這可以使識別和理解信號燈變得更容易,還能避免被其他燈光干擾。對于大多數(shù)汽車來說,開燈的策略很簡單,“如果你沒有看到綠燈,就不要前行。”
最重要的是,地圖幫助汽車了解周圍的世界。當(dāng)他們看到以前在地圖映射過程中看到的東西時,映射構(gòu)建器就有可能理解它,并記住它。所以,與在陌生道路上比起來,汽車在熟悉的道路上會行駛得更好。
人工智能工具可以在大型服務(wù)器上以盡可能多的CPU時間來處理圖像,并訪問關(guān)于這個世界的數(shù)據(jù)。汽車必須用更有限的處理器來實(shí)時解決所有問題。
通常,用戶會在地圖映射中收集到更多的數(shù)據(jù)。事實(shí)上,每條街都可以“重新繪制”,因?yàn)槊看味加行萝囆旭傇谶@條街道上。每次駕駛都來自不同的車道或方向,這可以幫助汽車更好地理解,周圍事物在不同時間、從不同角度去看的樣子。
人類可以審查關(guān)于事物含義的決策,特別是面對一些不確定性問題時,人類還可以審查軟件決策,以確保它們是正確的。
在生成地圖之后,下一輛行駛在這條路上的汽車可以檢查地圖信息是否正確,無論這輛車是否處于自動駕駛模式下。汽車在一條曾行駛過100次的道路上,與汽車行駛在陌生道路上,兩種情況會有明顯區(qū)別。人類可以駕車行駛在陌生的道路上,但借助曾經(jīng)的記憶(也許是別人的),他們會表現(xiàn)更好。
有時人們錯誤地將地圖稱為“另一個傳感器”。這是一個壞習(xí)慣。地圖能告訴你你感覺不到的東西,但它們不是傳感器。相反,地圖能幫助你理解你所看到的事物。地圖與所謂的“即時分析功能”相結(jié)合,就可以創(chuàng)造出值得人們深入了解的世界。地圖可以給你提供超過視野之外的事物信息,但這不應(yīng)該被視為感知。
沒有地圖開車就是在制作地圖
在大多數(shù)汽車中,在沒有地圖的情況下開車,實(shí)際上就是在開車時創(chuàng)建一個(簡單的)地圖。汽車必須弄清楚車道的位置,放置并理解環(huán)境中的所有相關(guān)內(nèi)容,然后在其中繪制一條路徑。
在沒有地圖的情況下開車,就好像忘記了以前學(xué)過的東西,然后重新做一遍。一旦你可以在沒有地圖的情況下安全駕駛,地圖的制作和更新就變成了一個自動化的過程,而且成本要低得多。
馬斯克曾表示:“高精度地圖和車道是一個非常糟糕的主意,它無法適應(yīng)任何改變。”
當(dāng)然,道路是會改變的。車道會被重新粉刷,新的建筑區(qū)也會出現(xiàn),道路上的坑洼也會不斷涌現(xiàn)等等。在大城市里,每天都有一些道路發(fā)生改變。不過,大多數(shù)路段很少發(fā)生變化。因此,正如馬斯克描述的那樣,即使是一個系統(tǒng)無法適應(yīng)變化,也可以做得相當(dāng)好,這就是為什么他把地圖視為另一種拐杖。就像使用激光雷達(dá)一樣,馬斯克覺得,用戶需要一個即時分析系統(tǒng),這個系統(tǒng)非常好,以至于從地圖上獲得的好處就會變得很少,而且依賴地圖會減慢即時分析系統(tǒng)的速度。
但是,很多自動駕駛研發(fā)團(tuán)隊(duì)意識到,他們必須獲得處理地圖上發(fā)生變化道路的能力。事實(shí)上,你可以用一個非常小的系統(tǒng)做很多事情。幸運(yùn)的是,如果你的地圖是詳細(xì)的,得益于計(jì)算機(jī)的完美記憶,這些道路變化是顯而易見的。此外,大部分(盡管不是全部)道路變化都是預(yù)先計(jì)劃好的,并發(fā)布在一個數(shù)據(jù)庫中,公司可以將它們放入地圖中,因此這些變化并不會太令人意外。隨著時間的推移,這種情況會有所改善。
當(dāng)你的地圖與道路匹配時,地圖是非常有用的。大多數(shù)人都確信,擁有高級、多視點(diǎn)特性、強(qiáng)大CPU、人工審閱和測試地圖信息的能力會讓駕駛變得更加安全。駕車人會深刻感知到周圍與地圖相匹配的事物。總會有一些東西不在您的地圖上(比如汽車和其他移動對象),以及發(fā)生了變化的靜態(tài)對象,而這也是必須處理的事物。
我們可以想象以下安全級別略有不同的情景:
在地圖完全正確的道路上駕駛:安全等級X+
在地圖顯示錯誤的道路上駕駛:安全等級X1
在不使用地圖的系統(tǒng)中不使用地圖駕駛(特斯拉):安全級別X2
在地圖錯顯示誤的道路上駕駛,你卻沒有注意到這個錯誤:安全等級X---
為了理解特斯拉的觀點(diǎn),我們必須研究X1和X2之間的差異,以及情形4(X---)的頻率。理論上,X1和X2是一樣的。如果你能造出一輛不使用地圖的汽車,那么你也應(yīng)該能造出一輛在道路改變時也能駕駛的汽車,因?yàn)橹辽倌憧梢郧袚Q到“不用地圖駕駛”模式。
分析人士估計(jì),特斯拉認(rèn)為上述觀點(diǎn)并不正確,因?yàn)橐粋€依賴于從地圖上獲得X+安全級別的自動駕駛研發(fā)團(tuán)隊(duì)可能不會那么努力工作(比起不依賴地圖駕駛),因此也不會做得那么好。這是可能的,并且取決于團(tuán)隊(duì)的決策。
特斯拉計(jì)劃讓他們的汽車一直處于第三種狀態(tài)(安全級別X2)。這并不意味著所有道路上的安全水平都一樣??倳幸恍┑缆犯m合某種系統(tǒng),在這些道路上,一些系統(tǒng)都會比其他系統(tǒng)做得更好。然而,地圖總是希望正確,實(shí)現(xiàn)安全等級X+。雖然人會犯錯,但借助高科技,人們可以在該地圖上安放多個眼睛,并能更好地理解道路。特別是,當(dāng)?shù)缆泛?ldquo;艱難”時,人們會更加密切地關(guān)注路況。X+應(yīng)該比X1/X2好一些,但現(xiàn)在我們假設(shè)它只比X1/X2好一點(diǎn)點(diǎn)。
現(xiàn)實(shí)是,在絕大多數(shù)情況下的駕駛面臨的情況是第一種情況(安全等級X+)。因此即使X+只比X2好那么一點(diǎn)點(diǎn),想象一下,由于某種原因X1(道路變化)明顯比X2(特斯拉沒有地圖的方法)的做法要糟糕,但統(tǒng)計(jì)人們的整個駕駛進(jìn)程,在第一種情況下(安全等級X+)駕車的時間更長,機(jī)率更大,從整個駕駛過程來看,總體安全水平也更高。
這就留下了一個大問題——情景4會多久發(fā)生一次?如果經(jīng)常遇到的話,那么禍?zhǔn)驴隙〞l(fā)生。如果地圖是詳細(xì)的,而且地圖軟件在任何地方都像情景3(安全級別X2)中使用的那樣好,那么這種情況應(yīng)該是非常、非常罕見的。地圖常常像世界上固定物體的濃縮照片。用戶可以把看到的和照片進(jìn)行比較,并發(fā)現(xiàn)出明顯區(qū)別。如果地圖顯示的是直走的路標(biāo),而你的真實(shí)世界里卻顯示的是右轉(zhuǎn)彎的路標(biāo),那么你馬上就知道出現(xiàn)了錯誤。
高清地圖本可以讓特斯拉避免人員傷亡。2018年在美國灣區(qū)101號公路上發(fā)生的特斯拉起火事故,遇難者為一名在蘋果公司上班的華裔員工Walter Huang。Walter Huang2018年3月駕駛自己的特斯拉Model X在山景城101高速公路以71英里時速行駛時撞到路邊安全屏障,導(dǎo)致車輛起火,車主不幸遇難。出事時,該車輛設(shè)置在Autopilot模式。
對于Walter Huang來說,地圖會顯示出出口匝道的形狀,這樣車輛就不會錯誤地認(rèn)為匝道是一條新車道。地圖還會顯示出路障的存在,將該區(qū)域標(biāo)記為明顯禁止行駛的區(qū)域。
特斯拉希望能讓自己的視覺系統(tǒng)變得非常好,這樣他們就可以在沒有地圖的情況下解決所有這些問題。
道路總是在變化嗎?
我們可以想象道路一直在變化,因?yàn)槲覀兠刻於紩龅浇ㄖ^(qū)和一些小動物。它們很常見,但非常罕見的是,您的汽車成為第一輛遇到這種變化的汽車。事實(shí)上,對于每一次變化,只有一輛車是第一個遇到它的。即便如此,正如上面所解釋的,這也不應(yīng)該讓人感到意外,因?yàn)榻^大多數(shù)道路施工都是按照計(jì)劃進(jìn)行的,并由市政府存入數(shù)據(jù)庫。雖然這永遠(yuǎn)不會完美,但城市可以讓它變得非常好。道路施工人員接受了嚴(yán)格的安全規(guī)則培訓(xùn),以應(yīng)對他們危險的工作。增加一條安全規(guī)則,要求工作人員拿出手機(jī),記錄道路變化的位置,這是一個好主意。如果在執(zhí)行更改之前(和之后)沒有正確地更改記錄,相關(guān)人員可能會受到嚴(yán)重的懲罰??梢院侠淼仡A(yù)期,只有一小部分變化沒有出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫中。
一旦這些變化被輸入數(shù)據(jù)庫,就不會讓任何車輛感到意外。無人駕駛汽車可能只是簡單地選擇另一條路線(由于無人駕駛,它們不那么匆忙)。有人駕駛的車輛可以在遇到未曾駛過的施工路段之前,要求駕車人負(fù)責(zé)那部分道路駕駛。一旦他駕駛完畢,這些數(shù)據(jù)就可以上傳至數(shù)據(jù)庫,并迅速生成一張地圖,這樣幾分鐘后其他汽車就可以用一張精確的地圖來處理這段距離。你有可能永遠(yuǎn)不會被要求這樣做,因?yàn)檫@將是非常罕見的。
如果一輛車遇到了一條沒有被數(shù)據(jù)庫記錄的改道,人們才會考慮情形2或情形4。這兩種情況應(yīng)該非常罕見,以至于引發(fā)特斯拉的恐懼,讓特斯拉的研發(fā)團(tuán)隊(duì)直接放棄了地圖。然而,在現(xiàn)實(shí)中,在這些罕見的情況下,如果車輛是無人駕駛的,在遠(yuǎn)程操作中心的幫助下,簡單地減速并謹(jǐn)慎處理這些非常罕見的情況是可行的。雖然你可能會認(rèn)為這對自己身后的汽車是一種負(fù)擔(dān),但請記住,這是車隊(duì)中的第一輛汽車意外地來到一個變化路段。如果無人駕駛汽車是第一輛進(jìn)入該路段的汽車,那么這種情況可能每月只發(fā)生一次。每年有幾輛無人駕駛車進(jìn)入變化路段,對交通來說并不是什么真正的負(fù)擔(dān)。
當(dāng)積雪覆蓋道路時,開車規(guī)則會發(fā)生很大變化。由于剛剛下過雪,沒有地圖的汽車可能會完全不知所措。擁有地圖并在地圖道路圖案和紋理等信息進(jìn)行本地化的汽車也可能遭遇同樣的命運(yùn)。
汽車靠3D圖像(一種新的探地雷達(dá)技術(shù))來定位,找到道路,找到自己所處的位置,然后就能夠駕駛。汽車行駛在雪地路面后會形成車轍。因此所有類型的汽車必須有一個系統(tǒng)來查找和使用這些車轍道路標(biāo)記。在這種情況下,你永遠(yuǎn)不會使用特斯拉自動駕駛儀Autopilot,但自動駕駛汽車又必須能夠在雪中行駛。
地圖經(jīng)濟(jì)學(xué)
反對地圖映射的另一個主要因素是,做好地圖映射需要花錢。包括德國汽車制造商Here(前身為Navteq)和TomTom等大型企業(yè),以及各種初創(chuàng)企業(yè)都在競爭贏得這項(xiàng)業(yè)務(wù)。這是一個非常艱難的行業(yè),因?yàn)槠嚻髽I(yè)不喜歡從小公司購買必要的技術(shù)。(他們更喜歡像Here和TomTom這樣的一級供應(yīng)商。)然而,繪制地圖確實(shí)需要花錢,包括在道路上駕駛、對地圖進(jìn)行人工監(jiān)督和檢查,以及在地圖發(fā)生變化時重新繪制地圖。
那些想在沒有地圖的情況下開車的人一直秉持這樣一個理念:一旦他們能做到不用地圖開車,他們就能去任何地方,或者至少是任何分布著他們理解的道路類型的地方。那些使用地圖的人只會在地圖涵蓋的地方開車,即使地圖很便宜,他們?nèi)匀粫幌拗圃谒麄儾僮鞯牡胤健?/p>
大多數(shù)人認(rèn)為,沒有地圖駕駛汽車是一個非常困難的問題。地圖提供了一種更快的方式去安全開車,并能夠提供服務(wù)。他們認(rèn)為,地圖能夠在有限的區(qū)域內(nèi)優(yōu)先提供服務(wù)。那些計(jì)劃提供出租車服務(wù)的人只對自己服務(wù)的區(qū)域有興趣,而對到處開車并不感興趣。而那些試圖銷售私家車的人(比如特斯拉)則對此更感興趣。在許多情況下,許多汽車企業(yè)計(jì)劃從簡單的道路子集開始,從州際公路和動脈開始,然后再向外擴(kuò)展。
像英特爾/MobilEye這樣的公司希望,已經(jīng)上路的數(shù)百萬輛裝有他們系統(tǒng)設(shè)備的汽車能幫助自己構(gòu)建地圖。特別是,他們希望這些汽車經(jīng)常行駛在道路上,以至于在道路發(fā)生變化后不久,他們就能檢測到道路上的任何變化,并上傳有關(guān)變化的壓縮數(shù)據(jù),最終實(shí)現(xiàn)地圖更新。當(dāng)其他汽車駛近該地區(qū)時,這些數(shù)據(jù)就被下載到汽車上。
處理地圖所需的數(shù)據(jù)比人們想象的要少得多。雖然地圖很大,但大多數(shù)汽車都是在相當(dāng)有限的區(qū)域內(nèi)行駛,晚上停車時可以通過Wifi獲得地圖數(shù)據(jù)的更新。他們只需要通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)下載地圖數(shù)據(jù),或者在接近某個路況近期發(fā)生變化的地點(diǎn)時下載。
特斯拉也有地圖
很重要的一點(diǎn)是,特斯拉也有地圖。他們只是不相信高度詳細(xì)的地圖可以幫助汽車了解有關(guān)道路的一切必要信息。特斯拉的地圖確實(shí)知道道路類型和速度限制,并提供了關(guān)于在不同的坡道上做什么的注釋。這些注釋可能包含更多信息,但特斯拉沒有透露太多細(xì)節(jié)。
特斯拉當(dāng)然可以改變主意,決定在未來使用非常詳細(xì)的高清地圖。不過,雖然這需要更多的磁盤空間,但它本身主要還是一個軟件更改。因此特斯拉可以將高清地圖部署到汽車上,而不需要花費(fèi)太多成本,即使構(gòu)建地圖和軟件的成本很高。
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