近日，自動(dòng)駕駛相關(guān)話題再度引發(fā)熱議，公眾對(duì)技術(shù)的信任出現(xiàn)危機(jī)。自動(dòng)駕駛等于無(wú)人駕駛嗎？自動(dòng)駕駛究竟發(fā)展到了何種階段？自動(dòng)駕駛的安全防線誰(shuí)來(lái)把守？希望本文能帶給你關(guān)于自動(dòng)駕駛的新知識(shí)、新思考。

《科學(xué)畫(huà)報(bào)》編輯部

馬路上平穩(wěn)地行駛著一輛汽車(chē)，它沉穩(wěn)地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的路況，絲滑地避讓變道過(guò)來(lái)的車(chē)輛，這都讓人相信它的方向盤(pán)握在一位經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員手中。然而，如果仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，駕駛座上的人雙手全程沒(méi)有觸碰方向盤(pán)，甚至駕駛座上根本沒(méi)有人——這輛汽車(chē)是在“自己開(kāi)自己”。這就是自動(dòng)駕駛技術(shù)。

自動(dòng)駕駛測(cè)評(píng)：守住安全防線

自動(dòng)駕駛是對(duì)駕駛員感知、決策、控制功能的增強(qiáng)和替代。自動(dòng)駕駛的技術(shù)層次分為L(zhǎng)1到L5共5級(jí)，從低到高依次可降低人類(lèi)駕駛勞動(dòng)強(qiáng)度，最終將人從駕駛勞動(dòng)中完全解放。當(dāng)前，自動(dòng)駕駛正處于L2到L3的過(guò)渡階段。

自動(dòng)駕駛技術(shù)是新一代人工智能、交通強(qiáng)國(guó)、“中國(guó)制造2025”、國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃等國(guó)家戰(zhàn)略的交匯點(diǎn)，美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家也將發(fā)展自動(dòng)駕駛技術(shù)納入國(guó)家戰(zhàn)略。自動(dòng)駕駛已成為全球科技競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，各國(guó)都在加快推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。尤其是近年來(lái)，全球配置不同級(jí)別自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的新車(chē)銷(xiāo)售占比顯著提高，從2015年的23%到2022年的53%。

自動(dòng)駕駛的目標(biāo)是將人從駕駛勞動(dòng)中解放出來(lái)，但目前的現(xiàn)實(shí)是自動(dòng)駕駛百萬(wàn)千米事故數(shù)仍高于人類(lèi)駕駛的兩倍。美國(guó)《科學(xué)》雜志和全球知名智庫(kù)蘭德公司發(fā)布的報(bào)告均表明：相對(duì)不完備的測(cè)試評(píng)價(jià)導(dǎo)致了自動(dòng)駕駛安全防線失守。因此，系統(tǒng)性開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛相關(guān)測(cè)評(píng)技術(shù)，高效準(zhǔn)確地評(píng)判自動(dòng)駕駛系統(tǒng)/產(chǎn)品的表現(xiàn)，已成為自動(dòng)駕駛發(fā)展的重要一環(huán)。

虛實(shí)融合，重構(gòu)復(fù)雜駕駛場(chǎng)景

區(qū)別于傳統(tǒng)汽車(chē)，自動(dòng)駕駛需要感知、理解，甚至與交通環(huán)境中的其他參與方進(jìn)行交流、對(duì)話和博弈。因此，自動(dòng)駕駛測(cè)試的范圍也超越機(jī)械、物理和化學(xué)等領(lǐng)域，且沒(méi)有系統(tǒng)的、成熟的方法和標(biāo)準(zhǔn)能夠參照和比較。針對(duì)早期過(guò)分依賴(lài)道路測(cè)試、效率低下等測(cè)試瓶頸，建立以整車(chē)道路自然駕駛數(shù)據(jù)為起點(diǎn)的，包含場(chǎng)景加速、仿真加速和流程加速三方面，覆蓋從場(chǎng)景數(shù)據(jù)到測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)、從模型在環(huán)到系統(tǒng)在環(huán)測(cè)試等技術(shù)領(lǐng)域的自動(dòng)駕駛測(cè)試技術(shù)體系迫在眉睫。

同濟(jì)大學(xué)和上汽集團(tuán)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了基于平臺(tái)車(chē)輛搭載感知、定位、同步等子系統(tǒng)的三代輕量級(jí)駕駛場(chǎng)景全息采集裝備，建立場(chǎng)景數(shù)據(jù)從采集車(chē)隊(duì)到后臺(tái)的高效傳輸通道，開(kāi)發(fā)涵蓋存儲(chǔ)、查詢(xún)、任務(wù)調(diào)度等功能的場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜駕駛場(chǎng)景語(yǔ)義解析與多模態(tài)數(shù)據(jù)自適應(yīng)融合技術(shù)，完成了復(fù)雜駕駛場(chǎng)景要素的高精度重構(gòu)，構(gòu)建場(chǎng)景參數(shù)組合規(guī)律解析與自動(dòng)化生成模型。高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景泛化技術(shù)解決了從現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景有限采集到無(wú)限泛化的難題，使采用自動(dòng)駕駛技術(shù)的汽車(chē)始終行駛在正確的道路上，保障交通安全、通行效率和社會(huì)文明。

在仿真環(huán)境里迭代

暴雨等惡劣天氣對(duì)自動(dòng)駕駛的安全性有很大影響。一方面，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的傳感器會(huì)受到強(qiáng)烈干擾，感知精度大幅下降，執(zhí)行器也會(huì)因路面條件的改變受到直接影響。另一方面，整個(gè)交通環(huán)境會(huì)發(fā)生顯著變化，交通流中的其他車(chē)輛通常會(huì)因視距受限、路面濕滑等因素而改變駕駛行為（如更頻繁地剎車(chē)），突發(fā)事故概率顯著增加，可能會(huì)出現(xiàn)前方突然擁堵、旁車(chē)失控滑移等情況。上述因素疊加在一起，顯著增加了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的反應(yīng)難度和決策復(fù)雜性，因此，對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行極端天氣中的測(cè)試是十分必要的。然而，在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行這種測(cè)試不僅難以控制，而且有很高的成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。

為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)利用“人—車(chē)—路—環(huán)全要素耦合仿真推演技術(shù)”，構(gòu)建了一個(gè)多維的復(fù)雜交通仿真環(huán)境。這個(gè)仿真環(huán)境涵蓋了氣候、道路狀況、交通流特征等所有環(huán)境要素，能夠動(dòng)態(tài)模擬暴雨條件下的傳感器視距縮短、識(shí)別模糊和執(zhí)行器延遲等問(wèn)題。此外，內(nèi)置的多車(chē)行為模型會(huì)根據(jù)天氣因素調(diào)整每輛車(chē)的行駛模式，包括減速頻率、車(chē)距保持、對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急反應(yīng)等，模擬真實(shí)交通流在極端天氣下的駕駛風(fēng)格。為了提高場(chǎng)景的真實(shí)性，研究團(tuán)隊(duì)還引入了交通流統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，融合了多種氣候條件下的交通事故和行為變化歷史數(shù)據(jù)，以預(yù)測(cè)真實(shí)環(huán)境中的突發(fā)事故概率。這些耦合場(chǎng)景的疊加可以在仿真環(huán)境中再現(xiàn)極端天氣下自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可能面臨的各種復(fù)雜場(chǎng)景，從而系統(tǒng)地測(cè)試算法的性能。

研究團(tuán)隊(duì)利用“人—車(chē)—路—環(huán)全要素耦合仿真推演技術(shù)”對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)萬(wàn)千米的虛擬測(cè)試，結(jié)果顯示，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在部分突發(fā)情況下的應(yīng)急策略存在不穩(wěn)定性。例如，在多車(chē)突然減速的情況下，傳感器由于雨水干擾無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別車(chē)距，導(dǎo)致制動(dòng)延遲。基于仿真測(cè)試結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)重新訓(xùn)練了感知模塊，增強(qiáng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在復(fù)雜天氣條件下對(duì)車(chē)輛距離和相對(duì)速度的識(shí)別，并優(yōu)化了其應(yīng)急避障算法。改進(jìn)后，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的平均應(yīng)急響應(yīng)速度提升了31%，有效減少了極端天氣下的事故風(fēng)險(xiǎn)。

為自動(dòng)駕駛保駕護(hù)航

從跟跑到領(lǐng)跑，研究團(tuán)隊(duì)打破國(guó)外壟斷，自主研發(fā)了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)框架體系，開(kāi)發(fā)了虛實(shí)協(xié)同測(cè)試優(yōu)化技術(shù)，顯著縮短自動(dòng)駕駛產(chǎn)品更新周期，提高了企業(yè)研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)力。

從理論到實(shí)踐，研究團(tuán)隊(duì)正在向開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛測(cè)評(píng)核心關(guān)鍵技術(shù)（如場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)和仿真加速測(cè)試方法）及其裝備和工具鏈進(jìn)軍，通過(guò)參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，提升自動(dòng)駕駛技術(shù)國(guó)際話語(yǔ)權(quán)，加速中國(guó)高水平科技自立自強(qiáng)，支撐相關(guān)產(chǎn)品提質(zhì)增效和出口持續(xù)增長(zhǎng)。

近年來(lái)，在人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的加持下，自動(dòng)駕駛技術(shù)路線不斷創(chuàng)新，既有多傳感器融合并基于規(guī)則決策的傳統(tǒng)模式，又有純視覺(jué)“端到端”模式等。我國(guó)相關(guān)企業(yè)正穩(wěn)扎穩(wěn)打，步步為營(yíng)，一邊擴(kuò)大完善L2級(jí)功能場(chǎng)景范圍，一邊局部突破L3或L4級(jí)應(yīng)用，甚至希望一步到位攻克L5級(jí)。自動(dòng)駕駛測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系中的相關(guān)內(nèi)容也需要進(jìn)一步細(xì)分、完善和創(chuàng)新，為高速發(fā)展的自動(dòng)駕駛技術(shù)保駕護(hù)航。

本文作者為上汽集團(tuán)質(zhì)量和技術(shù)管理部新技術(shù)支持總監(jiān)王燕文、上海市科普作家協(xié)會(huì)會(huì)員徐鳴。

本文相關(guān)成果“自動(dòng)駕駛汽車(chē)虛實(shí)融合測(cè)評(píng)關(guān)鍵技術(shù)與系列裝備”榮獲2023年度上海市技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

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