車云按：8月4日-8月5日由車云和佐思產(chǎn)研聯(lián)合主辦的2016年自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)及測(cè)試技術(shù)研討會(huì)在上海舉行。沃爾沃汽車中國區(qū)研發(fā)總監(jiān)顧劍民在會(huì)上發(fā)表演講，他在介紹避撞系統(tǒng)工作機(jī)理時(shí)分享了一些經(jīng)驗(yàn)看法，并談到了自動(dòng)駕駛所面臨的挑戰(zhàn)。本文由現(xiàn)場(chǎng)演講整理而成。

沃爾沃汽車中國區(qū)研發(fā)總監(jiān)顧劍民

主動(dòng)安全技術(shù)是自動(dòng)駕駛的一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)，而自動(dòng)駕駛是主動(dòng)安全技術(shù)的自然延伸，這兩方面的關(guān)聯(lián)性是顯而易見的。

說到沃爾沃，大家聯(lián)想到的第一個(gè)印象就是安全。的確，當(dāng)89年前這兩位瑞典老先生創(chuàng)立沃爾沃的時(shí)候，他們就講：“車是由人來駕駛的。因此，我們做任何事情的指導(dǎo)原則必須始終是安全?！蔽譅栁值浆F(xiàn)在為止也的確是遵循了這樣的原則。這里列出了沃爾沃在安全技術(shù)領(lǐng)域的部分創(chuàng)新與發(fā)明?？梢赃@樣說，今天路上跑的每輛汽車都有沃爾沃的安全技術(shù)創(chuàng)新在里面，例如其中大家最耳熟能詳?shù)木褪侨c(diǎn)式安全帶。

沃爾沃汽車配備了很多主動(dòng)安全或智能安全方面的技術(shù)。其中當(dāng)然有標(biāo)配的，也有選配的，組合成不同的配置。這里我稍微著重介紹一下，沃爾沃的City Safety城市安全系統(tǒng)。它其實(shí)是一個(gè)AEB或者我們常說的自動(dòng)緊急剎車系統(tǒng)。沃爾沃汽車是全世界第一家把自動(dòng)剎車系統(tǒng)作為標(biāo)配的整車廠。

接下來給大家介紹一下沃爾沃汽車避撞系統(tǒng)的發(fā)展歷史。在2006年的時(shí)候，沃爾沃在全球第一個(gè)研發(fā)出了帶剎車輔助的碰撞警告系統(tǒng)。第二年也就是2007年，沃爾沃已經(jīng)對(duì)此系統(tǒng)增強(qiáng)了自動(dòng)剎車功能，成為現(xiàn)在所說的真正意義上的AEB自動(dòng)剎車系統(tǒng)。2008年，沃爾沃汽車把它命名為城市安全系統(tǒng)City Safety，成為一個(gè)技術(shù)子品牌。之后的十年中這套系統(tǒng)不斷地更新完善，擴(kuò)展了許多新的功能，比如增加了行人探測(cè)、自行車探測(cè)、大型動(dòng)物、路沿和路障探測(cè)與避撞功能。

避撞系統(tǒng)為什么這么重要呢？因?yàn)榇蠹艺f的自動(dòng)駕駛或無人駕駛，如果沒有做到真正可靠的避撞或者自動(dòng)剎車、轉(zhuǎn)向功能的話，一切都是空談。想象一下，如果前面的障礙物你都不能探測(cè)到從而進(jìn)行警告和自動(dòng)剎車，這將是非常嚴(yán)重的問題缺陷。避撞系統(tǒng)的工作機(jī)理非常簡單，首先是探測(cè)，然后是評(píng)估決策，最后是干預(yù)，包括警告或者自動(dòng)剎車。

首先是探測(cè)。相比以前，探測(cè)功能已經(jīng)取得了巨大的飛躍。從單個(gè)雷達(dá)到多雷達(dá)和攝像頭，并結(jié)合多傳感器融合算法。但是惡劣的天氣和道路狀況依然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

接下來是決策。早期的威脅探測(cè)算法采用簡單的方法來預(yù)測(cè)單個(gè)沖突類型，例如使用至碰撞時(shí)間（TTC）探測(cè)最危險(xiǎn)車輛碰撞。但是你在路上開車，特別是中國的路況，不可能前面只有一個(gè)障礙物。

所以隨著多傳感器的應(yīng)用，現(xiàn)實(shí)需要更先進(jìn)的威脅評(píng)估算法，可以同時(shí)考慮多個(gè)對(duì)象。新的威脅評(píng)估算法包含確定預(yù)測(cè)或隨機(jī)即不確定預(yù)測(cè)模型來擴(kuò)展考慮對(duì)象。隨著更復(fù)雜的傳感器和威脅探測(cè)能力，你車周圍的一切都可能是潛在威脅。

復(fù)雜的算法肯定會(huì)增加計(jì)算量，從以前的單目標(biāo)到現(xiàn)在多目標(biāo)多威脅的評(píng)估，以至到了實(shí)時(shí)威脅評(píng)估變成不可能的地步，有必要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?。但問題是怎么簡化？比如現(xiàn)在大家經(jīng)?？吹降闹袊竭^馬路，一群人一起走，走到路中間，可能有幾個(gè)人繼續(xù)往前走，有一些人停在那里，另一些人卻往后退，這時(shí)候要判斷預(yù)測(cè)是非常復(fù)雜的。

所以，由于沖突對(duì)象潛在路徑和速度的不可預(yù)測(cè)性，使得警告和干預(yù)措施如何定時(shí)、提升相關(guān)性和可信度始終受到挑戰(zhàn)。我們必須首先深層次地了解哪些是駕駛員感受到的具有強(qiáng)相關(guān)性的威脅，才能提高決策的相關(guān)可信度。

最后一步是干預(yù)。判斷之后還要有一個(gè)干預(yù)的策略。干預(yù)一般是兩種，先是警告，再可能干預(yù)。怎樣警告呢？我們的策略是要使駕駛員接受車輛所給的警告，必須存在一種顧客能夠感受到的并可以應(yīng)對(duì)的威脅。

如果沒有可感受到的威脅存在，原則上車輛不應(yīng)該警告駕駛員。這是因?yàn)椋?span style="font-size: 14px; background-color: rgb(255, 172, 170);">如果還是警告，駕駛員可能理解為車輛這樣做沒有合理的原因，從而導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)的不信任以及降低系統(tǒng)的效率。時(shí)間長了之后，他就會(huì)把系統(tǒng)關(guān)閉或索性換輛車，在中國的路況環(huán)境下，如果一路上都是不停地警告，這的確是個(gè)問題。

警告只是一個(gè)聲光或振動(dòng)的信號(hào)，那么在警告之后，怎么判斷還要不要車輛自動(dòng)干預(yù)呢？我們的策略依然是：除非是駕駛員近乎無法解決的沖突將要發(fā)生，否則車輛不應(yīng)自主動(dòng)作，理由也是剛才所說的。可喜的一點(diǎn)是，由于車輛的執(zhí)行器例如制動(dòng)和轉(zhuǎn)向的能力提升，自動(dòng)干預(yù)所需的時(shí)間大大縮短了，相比十年以前，越來越多的最后時(shí)刻的干預(yù)動(dòng)作變成可能。最后一點(diǎn)，怎么協(xié)調(diào)人機(jī)界面，即駕駛員最后時(shí)刻的主動(dòng)干預(yù)與車輛自動(dòng)干預(yù)這兩者之間可能的差異，也將是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

剛剛講了很多，這里來總結(jié)一下影響性能的信息警告干預(yù)因素。首先是效率問題，要調(diào)整警告反應(yīng)的時(shí)間，注意看警告是否使駕駛員反應(yīng)更快和更有效？警告干預(yù)是否可感知與理解？

第二是相關(guān)性，看警告是否在與真實(shí)威脅相關(guān)的時(shí)刻發(fā)出？是正確的警告，還是漏報(bào)或誤報(bào)？比如說路前方有一輛大卡車，系統(tǒng)把它誤認(rèn)為是高速路交通標(biāo)志牌，而不給任何警告，這個(gè)明顯是漏報(bào)。但是反過來說，如果系統(tǒng)把高速上的交通標(biāo)志牌判斷成一輛大卡車，從而警告干預(yù)，這個(gè)就是誤報(bào)，這也是第一類和第二類誤報(bào)的區(qū)別。

最后是接受程度，警告是否很高程度被駕駛員所接受、并配合？還是被忽略甚至想盡辦法把它關(guān)閉？接受程度當(dāng)然取決于前面所討論的效率和相關(guān)性，所以這三個(gè)因素之間要互相平衡。

如果簡單地回顧一下智能安全技術(shù)的發(fā)展歷程，沃爾沃2006年發(fā)明了自適應(yīng)巡航系統(tǒng)；2007年到08年發(fā)明AEB自動(dòng)剎車的城市安全系統(tǒng)；2009年到12年的列隊(duì)行車項(xiàng)目，2012年沃爾沃在西班牙馬德里附近的高速公路上已經(jīng)首次做了演示和測(cè)試；其它還有停車輔助技術(shù)、帶輔助轉(zhuǎn)移向功能的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)等等。最后我還會(huì)介紹一個(gè)叫做Drive Me的自動(dòng)駕駛測(cè)試項(xiàng)目。

大家或許會(huì)問為什么要做自動(dòng)駕駛？是不是因?yàn)樽罱詣?dòng)駕駛、無人駕駛炒的很熱？同時(shí)還有一些顧客在問，自動(dòng)駕駛以后，我們的駕駛樂趣在哪里？因?yàn)楹芏嗳讼矚g操控，喜歡在山路或者賽道上開車。

我們完全理解這些考慮，但是如果大家來看看現(xiàn)在大城市的交通狀況，今天早上我走的是中環(huán)，走走停停，就像這幅照片中般的擁堵。當(dāng)然，交通擁堵也不是中國所獨(dú)有，隨著城市化進(jìn)程的加劇，這是全球性趨勢(shì)。請(qǐng)問這樣的駕駛樂趣何在？

除了擁堵，還有安全問題，我國每年至少五六萬的交通事故死亡數(shù)量。城市化的發(fā)展也加劇了空氣污染，以及可持續(xù)發(fā)展與能源的危機(jī)。對(duì)各位顧客來講，還有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互聯(lián)和出行便利的需求。

所以，自動(dòng)駕駛對(duì)社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)帶來的益處是多方面的。首先，我們的目標(biāo)是希望通過自動(dòng)駕駛來提升交通安全，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)顯示90%到93%的車輛碰撞事故是人為失誤引起的。如果能通過自動(dòng)駕駛來減少這90%幾的人為失誤，即使提升不到100%安全，但是97%、99%可不可以？自動(dòng)駕駛還能連帶產(chǎn)生其它的好處，改善擁堵、節(jié)省能源消耗、減少大氣污染，以及使旅途時(shí)間利用更高效。

雖然自動(dòng)駕駛給使用者帶來很多便利，但我們說肯定也有挑戰(zhàn)，世界上沒有免費(fèi)的午餐。對(duì)于使用者來說，有人機(jī)交互的挑戰(zhàn)。還有失效模式控制，萬一系統(tǒng)失效以后，怎樣用冗余系統(tǒng)來后備控制。有跟其他車輛系統(tǒng)的交互，你不只是一輛車單獨(dú)行駛在路面上。怎么感知環(huán)境，在不同的惡劣氣候與極端環(huán)境下面正確感知。還有最后一個(gè)，再好的系統(tǒng)，當(dāng)顧客不當(dāng)使用的時(shí)候，怎么做這方面的技術(shù)應(yīng)對(duì)處理。對(duì)于車輛設(shè)計(jì)來說，還需要各種各樣的冗余系統(tǒng)做后備，確保自動(dòng)駕駛安全。

其實(shí)，自動(dòng)駕駛不光是技術(shù)問題，更重要的是對(duì)社會(huì)和倫理的挑戰(zhàn)，大家是不是能接受？首先，什么樣的商業(yè)模式，是我們現(xiàn)在繼續(xù)賣車的模式，還是改成租車或者分時(shí)租賃的共享經(jīng)濟(jì)模式?；A(chǔ)設(shè)施的改變，比如說車道線、公路標(biāo)識(shí)的統(tǒng)一，這也是非常重要的。還有保險(xiǎn)公司是否接受，萬一發(fā)生事故以后怎么確定是誰的責(zé)任。最后是公眾的接受程度，法律和法規(guī)的約束，例如最近的某公司的幾起所謂自動(dòng)駕駛事故引起了公眾和政府對(duì)自動(dòng)駕駛的特別關(guān)注，從而也引發(fā)了很多相關(guān)的討論。

那么沃爾沃的自動(dòng)駕駛戰(zhàn)略是什么？我們非常明確，這也是一貫的戰(zhàn)略，就是沃爾沃汽車將做自動(dòng)駕駛技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，我們也力爭成為自動(dòng)駕駛車型量產(chǎn)的先行者。

這里舉個(gè)最近的例子，我們這一款在SPA平臺(tái)上全新開發(fā)的S90旗艦轎車，已經(jīng)在歐洲量產(chǎn)上市，今年下半年也將在中國投放市場(chǎng)。這款車上搭載了一個(gè)叫做Pilot Assist的系統(tǒng)，翻譯成中文叫做“高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)”，可以使車輛在時(shí)速130公里/小時(shí)內(nèi)在高速公路上沿著清晰可辨的車道線自動(dòng)行駛及轉(zhuǎn)向，而無需跟隨前車。要知道，之前的ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)都是需要有前車跟隨才行的。

我們的目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)沃爾沃2020愿景，那就是到2020年，將不會(huì)有人因駕乘全新沃爾沃而遭遇重傷或死亡。這是沃爾沃汽車莊重的聲明，也是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)，怎樣通過自動(dòng)駕駛幫助將其成為現(xiàn)實(shí)呢？

我們認(rèn)為首先要充分研究，通過真實(shí)用戶與真實(shí)交通，探討自動(dòng)駕駛汽車如何支持可持續(xù)交通。還要多方的合作，沃爾沃汽車通過與包括供應(yīng)商、大學(xué)研究機(jī)構(gòu)，以及政府部門在內(nèi)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，來應(yīng)對(duì)全球挑戰(zhàn)。

自動(dòng)駕駛之路沒有捷徑，就像練馬拉松一樣。沃爾沃汽車所采取的策略和方法都是逐步、循序漸進(jìn)的，因?yàn)槲覀儓?jiān)信自動(dòng)駕駛的最終目標(biāo)是安全，我們走的每一步也都要以安全為核心。我們要以客戶為導(dǎo)向，通過提煉典型路況，悉心定義測(cè)試所用的通勤道路，同時(shí)盡量控制風(fēng)險(xiǎn)。在技術(shù)成熟之前，必須反復(fù)的測(cè)試，以保證安全與可靠。

接下來介紹一下Drive Me自動(dòng)駕駛測(cè)試。右邊列了為什么我們要做這個(gè)自動(dòng)駕駛測(cè)試項(xiàng)目：要驗(yàn)證對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來的好處，是不是適合當(dāng)前的交通環(huán)境，顧客、社會(huì)公眾的接受程度，還有道路基礎(chǔ)設(shè)施的支持是不是充分，與其它車輛和道路使用者的互動(dòng)，最后我們也希望通過這個(gè)項(xiàng)目推動(dòng)政府對(duì)于相關(guān)法律法規(guī)的制定。

這個(gè)項(xiàng)目其實(shí)已經(jīng)在2013年正式啟動(dòng)了，真正的大規(guī)模測(cè)試將在2017到18年，沃爾沃會(huì)向選定的100名租賃客戶提供自動(dòng)駕駛汽車，讓他們?cè)谌鸬涓绲卤ぶ車x定的公共道路上進(jìn)行自動(dòng)駕駛測(cè)試。這個(gè)在全世界也是第一個(gè)如此大規(guī)模的自動(dòng)駕駛測(cè)試項(xiàng)目。

上圖右邊是哥德堡市區(qū)的地圖，這條環(huán)路相當(dāng)于上海的內(nèi)環(huán)或中環(huán)，即城市高速交通路，是沒有行人、自行車，也沒有交通信號(hào)燈。自動(dòng)駕駛測(cè)試者是租賃顧客，由他們來做為日常通勤車使用駕駛。在駕駛過程中，允許處理其它事務(wù)，從駕駛員監(jiān)控到不監(jiān)控，從而來驗(yàn)證沃爾沃的自動(dòng)駕駛技術(shù)。

這里我要講個(gè)非常重要的概念，我們討論的自動(dòng)駕駛肯定是從駕駛輔助逐步漸進(jìn)發(fā)展到自動(dòng)駕駛。在基于ADAS功能的駕駛輔助階段，駕駛員還是負(fù)責(zé)監(jiān)控和指令，必要時(shí)，還應(yīng)盡快接管人工干預(yù)，所以還有不少局限性。

真正或完全的自動(dòng)駕駛是無需駕駛員監(jiān)控，車輛負(fù)責(zé)監(jiān)控交通環(huán)境，根據(jù)路況決策和反應(yīng)，而駕駛員可以自由利用旅途時(shí)間處理其它事。現(xiàn)在一些量產(chǎn)車型的所謂自動(dòng)駕駛功能，只是某種程度的駕駛輔助功能或高級(jí)駕駛輔助功能而已。

我們走向完全自動(dòng)駕駛的路徑也是同理。目前沃爾沃量產(chǎn)車型上的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)屬于自動(dòng)駕駛的SAE第2級(jí)或半自動(dòng)駕駛程度，駕駛員需要對(duì)駕駛負(fù)責(zé)。接下來的Drive Me項(xiàng)目將會(huì)測(cè)試在此基礎(chǔ)上的由第2級(jí)以上的功能開發(fā)和技術(shù)延伸，最后到2020年前后達(dá)到完全的自動(dòng)駕駛，或者SAE第4級(jí)的程度，這個(gè)階段是由沃爾沃即整車廠對(duì)駕駛負(fù)責(zé)。可以看出，這是兩個(gè)階段之間非常明顯的分界線。

自動(dòng)駕駛車輛系統(tǒng)的主要功能和機(jī)理，簡單地講，是通過多傳感器融合，包括單個(gè)或數(shù)個(gè)攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波傳感器等，加上云端和高精度地圖，來感知周圍環(huán)境，評(píng)估路況和交通狀況，相應(yīng)決策與控制，最后通過制動(dòng)、轉(zhuǎn)向和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)來執(zhí)行干預(yù)。處于安全和可靠的考慮，我們有備份系統(tǒng)，冗余的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，萬一其中一套系統(tǒng)有問題，另外一套系統(tǒng)可以作為一個(gè)備份來保證正常行駛。

沃爾沃汽車是個(gè)全球運(yùn)營的國際化公司，所以Drive Me也將會(huì)開啟自動(dòng)駕駛?cè)蝌?yàn)證之旅。2017年，Drive Me將首先在瑞典哥德堡進(jìn)行概念驗(yàn)證，隨后我們將在中國、美國和英國倫敦開展類似的技術(shù)驗(yàn)證。

最后我想重申一下為什么要自動(dòng)駕駛，自動(dòng)駕駛的遠(yuǎn)景又如何？沃爾沃汽車認(rèn)為自動(dòng)駕駛是智能安全技術(shù)與創(chuàng)新的自然延伸。如果大多數(shù)車輛有自動(dòng)駕駛功能，車輛可以與人、車、路互相溝通，可以幫助我們?cè)缛諏?shí)現(xiàn)技術(shù)層面上的零碰撞和零排放。

在去年美國華盛頓的一個(gè)自動(dòng)駕駛研討峰會(huì)上，沃爾沃汽車的總裁和CEO正式宣布，當(dāng)沃爾沃汽車在自動(dòng)駕駛模式下行駛時(shí)，沃爾沃汽車將對(duì)駕駛員和車上的乘客承擔(dān)全部責(zé)任。這是世界上第一家整車廠做出這樣的承諾，這既體現(xiàn)了我們對(duì)社會(huì)和顧客的責(zé)任感，也是基于我們對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展的信心。