A087
您的位置 > 首页 > 试驾 >

谁来为自动驾驶安全兜底?

如果要求自动驾驶百分百安全,人类可能再过一百年都无法乘坐自动驾驶汽车。保障安全还是优先发展?这似乎是每一项新技术都无法逃避的古老问题。当然,安全是自动驾驶的首要...

如果要求自动驾驶百分百安全,人类可能再过一百年都无法乘坐自动驾驶汽车。

保障安全还是优先发展?

这似乎是每一项新技术都无法逃避的古老问题。

当然,安全是自动驾驶的首要基础,这一点毋庸置疑。

8月30-31日,ISC 2022,第四届世界智能安全大会,国内外多位专家学者强调了这一论点,并就如何让自动驾驶更安全做了相关报告。

世界智能安全大会由FISITA和中国汽车工程学会主办,清华大学车辆与车辆研究所、汽车创新等单位承办,聚焦自动驾驶的安全性。

那么,我们应该追求安全到什么程度呢?

正如业界一直强调的,目前我们在技术上可以实现自动驾驶90%的功能,甚至可能是99%,但剩下的1%的工作量是99%以上。

当多家自动驾驶技术公司在多方压力下为这1%努力的时候,清华大学车辆与运输学院周青教授的团队提出了另一种解决方案。

假设我们要求自动驾驶技术达到99分,但目前自动驾驶公司已经可以做到95分。剩下的4分要下大力气才能拿到,可能需要大量的时间、经济、人力的投入。

那么,我们能不能用另一种方式得到这4点呢?它不仅可以加速技术的发展,还可以降低成本。

跳出自动驾驶技术的范畴,周青认为,如果我们接受自动驾驶公司放弃这4点,接受自动驾驶汽车不可避免会发生碰撞,那么接下来我们需要思考的是碰撞后该怎么办?

周青团队提出的方案是智能保护。也就是说,在不可避免的碰撞中,为乘客和其他交通参与者提供安全保护,避免死亡,最大限度地减少伤害。

乍一看,这似乎是违反直觉的。

但目前车辆配备的安全带和安全气囊其实都属于这一类。低概率的事故是不可避免的,自动驾驶时代也是如此。但随着车辆智能化的发展,防护措施也越来越智能化。

当然,这并不意味着我们接受自动驾驶技术停留在目前的水平,没有进步。周青教授还表示,智能保护是自动驾驶仪出现故障后的接管措施。

首先,自动驾驶当然要尽可能安全,但如果“他们失败了,我们会来的。”

换句话说,智能保护是对自动驾驶故障的一种底层保护。

01.为什么碰撞无法避免?

首先,我们来看看为什么碰撞是不可避免的。

周青教授在清华大学的一次公开课上举了两个例子。

例1中,黑色SUV以100km/h的速度行驶,假设是自动驾驶汽车。后方白色货车突然失控,撞向黑色SUV。从监控到可能碰撞到实际碰撞的时间窗只有0.6s,对于黑色SUV来说,此时无论采取加速还是减速措施,最多只能做到离碰撞点1.4米。如果减去0.3s的反应时间,距离只有0.35m..

没有足够的时间做出反应,碰撞将不可避免。

类似地,在示例2中,假设具有第一视角的车辆是高度自动驾驶的车辆。收到危险信息时,车速为70km/h,与障碍物的距离为29 m,此时车辆减速,碰撞速度可降至14km/h,但碰撞仍将不可避免。

在这些情况下,自动驾驶可能能够比人类驾驶员反应更快,但由于时间很短,碰撞仍然不可避免。

这是在自动驾驶本身功能完善的情况下,不可避免的碰撞。考虑到系统可能出现的各种问题,其可靠性会变低。

例如,自动驾驶系统可能会遇到传感器错误、网络问题、软件错误、黑客攻击、机械故障、道路缺陷、设计缺陷等问题。

而且目前自动驾驶本身的算法还有很多问题没有解决。

在第30届世界青年科学家论坛上,图灵奖获得者约瑟夫·斯发基斯发表了题为“为什么研发自动驾驶汽车这么难?”演讲中提到,目前,自动驾驶系统还有很多地方无法与人类驾驶员抗衡,比如对神经网络的理解。例如,人类对世界有常识,而自动驾驶系统可能会将月亮识别为黄色的交通灯,将白色的静止物体识别为天空。另外,以被积雪覆盖一半的停止交通标志为例。人类可以通过仅与一些信息的关联来识别它,但系统不能。

这些问题都会导致自动驾驶出现事故。

那么,在这种情况下,我们如何平衡安全和技术发展的问题呢?

如果要彻底解决所有可能出现的问题,技术必然会延迟。

周青表示,安全保护不能也不应该仅仅依靠自动驾驶。一些自动驾驶无法保证的安全,可以通过智能防护来弥补。

02.

智能防护有哪些措施?

聂冰冰是清华大学车辆与运载学院的副教授,负责周青团队的车辆技术。

据周青和聂冰冰介绍,目前,自动驾驶汽车的智能保护主要分为对车内乘员的保护和对业余爱好者的保护。

而保护又可以分为预防和保护两部分,先“预防”,后“保护”。

首先,大家熟悉的DMS,驾驶员监控系统,是智能防护能力的重要组成部分。

聂冰冰说,车辆大部分时间都在正常行驶,安全第一在这些时候起到持续监控的作用。包括乘客的坐姿、身体状态、精神状态。

一方面服务于智能驾驶舱本身的一些功能模块,同时也为更好的智能防护提供信息输入。此外,智能保护系统将实时监控车辆行驶环境和碰撞风险。

因此,在智能“防御”中,系统可以根据收集到的信息,提前做出预测,是否会有碰撞风险,是否提前干预。

周青说,在这个过程中,系统还会在做决策时进行风险预测。比如系统在有90%把握的情况下如何反应,在只有60%把握的情况下如何反应?“最不济,我也不搬。”

碰撞数据可以为提高这种决策的可靠性提供支持。

“碰撞事故发生前1秒和2秒的信息对我们很有用。”周青表示,自动驾驶首先是尽可能避免碰撞,但如果确实无法避免,也可以利用数据为智能保护提供支持。

比如通过采集碰撞前车辆的位置、速度、相对情况,以及人的情况,系统就可以判断在什么情况下可能会发生碰撞。

当后续监测到这种情况时,系统可以调整车辆的状态、车内乘员的状态以及所有与碰撞保护相关的状态,包括约束系统、座椅、安全气囊等参数。,在最后的一两秒内,从而在一两秒内一旦发生事故,将损失降到最低。

这里涉及到“保护”的部分。

首先是在约束系统上。周青的团队提出了一种平衡的乘员约束系统,可以根据乘员的体形、姿势和碰撞强度进行自适应调整。

在乘员身体强壮的区域施加适当大小的平衡约束载荷,有助于控制乘员的姿势,降低受伤风险。此外,平衡约束策略可以在不同碰撞条件和不同乘员姿势下为乘员提供更好的保护。

具体来说,这种自适应约束系统的工作模式是,当驾驶风险较低时,不需要约束;当风险增大时,启动约束装置向乘员靠近,在碰撞前一两秒系统被拉紧约束,风险消失后乘员恢复到初始状态。

此外,由于未来自动驾驶汽车的布局会发生变化,例如方向盘和刹车踏板将被取消,座椅方向可以随意调整,周青的团队还提出未来自动驾驶的约束系统应该以座椅为中心。

也就是说,肩部约束、膝部挡板、腿部约束、主动头枕等。都集成在座椅上,方便调整方向、倾斜角度和碰撞保护。同时,这也可以控制乘员的姿态,通过滑行达到最佳的碰撞、着陆和安全性。

不仅如此,周青说,智能系统还可以根据体型、坐姿、年龄和性别的差异自动调整约束系统。“你坐15分钟后,我也能知道你的坐姿有什么变化。我可以随时调整。”

“比如,我的安全带受力有限。当乘客较重时,受力极限可能会相应较大。”

而且,当系统晚一秒检测到可能的碰撞时,约束系统会根据可能的碰撞方式和碰撞强度进行调整,将伤害降到最低。

此外,周青说,该团队还在开发符合中国人体特征的假人模型进行测试。这将有助于在发生碰撞时恢复中国人的影响。之前碰撞测试中使用的假人模型都是基于欧洲拟人模型。

03.

对业余爱好者的保护。

以上我们介绍的主要是关于车内乘员的保护。那么,智能保护系统能给车外的行人提供怎样的保护呢?

聂冰冰说,外行人作为弱势的交通参与者,在人车事故中会承担很高的伤亡风险。所以也需要从车辆方面采取措施来保护。

同样,自动驾驶汽车对行人的保护也是基于先预防后保护的原则。当确实无法避免时,采取保护措施,减少人员伤亡。

聂冰冰说,行人保护的首要原则是避让。首先是提前感知行人的位置,描述行人在可能存在碰撞风险时的行为,然后通过控制车辆尽量避开他。

具体来说,就是根据行人的自然行为,把行人的特性和汽车的运动学结合起来。

例如,行人实际上并不按照给定的方式匀速过马路。行人在感知到汽车的危险时,自然会有一个向前跑或者向后躲的过程。此时,就需要根据这个特点将汽车与车辆控制结合起来。

当行人躲在后面时,汽车会向左撞一点。行人停车时,汽车会尽可能减速。通过把人的自然行为和汽车结合起来,智能汽车可以更进一步,和人的行为一起优化。

当碰撞不可避免时,该团队还设计了一系列方案来降低行人伤亡的风险。

比如行人大部分时间撞到汽车的引擎盖或者挡风玻璃,我们可以通过对引擎盖做一些夹层结构优化设计,改变保险杠的高度,来减少行人在事故中的伤亡。

04.

着陆情况如何?

在被问及相关技术的落地时,周青表示,目前大部分技术还处于研发阶段,有的处于论文专利阶段,有的处于原型阶段。也有一些相对简单的技术已经到了应用阶段。

例如,该团队一直在与原始设备制造商合作,研究可变刚度保险杠和安全气囊等技术在量产车中的应用。但由于成本较高,暂时无法实现量产。

此外,聂冰冰表示,团队与国内某OEM厂商合作的一系列智能安防功能也将在今年推出。届时主机厂会做详细发布。

至于上面提到的很多智能保护功能现在还不能实现,周青说,一方面还是要等技术更加成熟;另一方面是现行政策法规不允许的。

“因为这些计划主要是针对未来的自动驾驶汽车。”周青说,根据现行法规,碰撞时座椅不能移动。因此,在碰撞时不可能使座椅有序可控地移动。

3月,美国公布了自动驾驶政策4.0,即“确保美国自动驾驶汽车技术的领先地位:自动驾驶汽车4.0”,明确了自动驾驶汽车不得配备方向盘、刹车或油门踏板等传统车辆部件。但目前国内还没有类似的法律法规可供参考。

所以目前只能执行法律法规允许范围内的比较简单的功能。比如检测到乘员坐姿不对,发出语音提醒,或者在车辆初步设计时对保险杠和前盖做一些改动。

关于测试,聂冰冰表示,由于智能防护针对的是事故现场,属于危险现场,时间压力大。测试的要求是计算快速准确,应对各种复杂路况。目前还没有进展到实际场景的测试。未来,据聂冰冰估计,除了虚拟测试,数字化测试应该会广泛应用于智能防护测试,甚至可能占到50%甚至更高。

保障自动驾驶的安全需要多方面的配合。在本次世界智能安全大会上,除了自动驾驶功能本身的安全性,还有很多学术专家从不同方向报告了相关技术。智力是其中之一。此外,还有预期功能安全、人为因素安全、网络信息安全等方面的研究报告。

学术研究是新技术的第一步。目前自动驾驶还有很多问题需要解决。智能防护,至少为自动驾驶的安全性提供了一种可能。

广告位

为您推荐