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| 本文作者： Ryan Woo | 2016-09-22 10:13 |
雷鋒網按：本文作者Ryan Woo，曾擔任中科院計算技術研究所交互設計師，現在硅谷擔任計算機軟件工程師。原文載于知乎，雷鋒網已獲授權。本文是《Tesla自動駕駛的前世今生》的中篇。
說完了Tesla自動輔助駕駛技術的來源，我們現在來看看Tesla的自動輔助駕駛是怎樣一種技術，又是如何煉成的？
首先，我們不妨回顧一下目前業界對車自動駕駛等級的定義。
參照美國的標準，其中NHTSA是美國國家公路交通安全管理局，SAE是美國汽車工程師協會
（圖片來源：www.cheyun.com）
目前Tesla的自動輔助駕駛Autopilot達到了第二級，部分實現了第三級功能，在向完整實現第三級乃至第四級邁進。
同時目前業界和學術界對自動駕駛的實現方法來說主流是攝像頭和Lidar，雷達都是作為輔助信號。
Lidar，攝像頭，雷達之間有什么區別呢？對此非專業研究自動駕駛的筆者只能簡單介紹一下Lidar，俗稱的激光雷達：
攝像頭，以Mobileye舉例就是特殊定制的單色攝像頭，位于車頂玻璃上方：
而雷達，則是分布于車四周以及前方的雷達探測點：
在很多自動駕駛開發平臺上，往往是綜合運用這三者，然后通過相應的軟件算法去處理這些設備收集而來的數據。
雷達穿透力很強，不受雨霧等環境影響，也不受限于光線，但是生成的3D環境圖在Tesla 8.0自動輔助駕駛公布之前并沒有多少實際應用范例
Lidar穿透力其次，可以生成3D影像圖，但是成本巨大，甚至達到整車的成本，同時體積也是個需要解決的問題，多為學術界和研究時的標配，在量產路上還需要很長的時間，此外Lidar由于是可見光域，所以也受到雨，塵埃，霧的影響，同時反射效果并不強。
攝像頭沒有穿透力，需要光線，只能獲取2D圖像，3D環境建模只能靠算法理解，一旦獲取的圖形有誤差，會極大地影響最終分析結果，好處當然是成本非常低，而且技術普遍被工業界研究，例如Mobileye，NVIDIA等圖像識別巨擎。
簡單分析完三種技術的優劣，我們來看Tesla的自動駕駛方案，下面的截圖來自于Tesla 自動駕駛部門負責人Sterling Anderson在2016年5月于MIT的演講。
Sterling一上臺就開門見山的說Tesla為什么要搞自動駕駛：
為了“更快地推進世界向可持續能源前進”，這個愿景被轉化成兩個目標：
讓我們的交通資源更高效
讓我們更高效的使用目前的交通資源
所以第一條便是指Tesla的電動車，電能存儲等。
第二條便是對應的自動駕駛系統，正是目前低效的駕駛系統和各種人為失誤導致每年單在美國就有3萬3千人喪生，55億個小時被堵車浪費掉，同時還需要2740平方公里用來作停車場。
Tesla 目前在Model S和Model X上面采用的自動輔助駕駛系統集成了12個超聲波傳感器，用來識別周圍環境：
一個前置攝像頭，用來辨識前方物體：
一個前置雷達，用來辨識前方物體：
以及衛星高精度地圖：
接下來的部分便十分有趣，Tesla雖然在所有車上面內置了自動輔助駕駛的硬件，但是真正把完整的自動輔助駕駛交給用戶其實是一個不短的過程，而這其中促成這一切的關鍵是OTA的空中更新——最初的Tesla只是擁有道路輔助警告，依靠每一輛Tesla都擁有免費的無線3G／4G LTE網絡，通過OTA來獲取最新的軟件和功能進一步擴展輔助駕駛的潛力：
2014年10月在所有Tesla車型上面安裝自動輔助駕駛硬件（6.0系統）
2014年11月開啟道路偏離警告和速度提示（通過攝像頭讀取路邊車速牌）
2014年12月開啟自適應定速巡航系統以及前方碰撞預警
2015年3月開啟自動緊急剎車和盲點預警
2015年10月開啟自動方向盤接管，側方位碰撞躲避和一字位自動停車，真正意義上實現了自動
輔助駕駛功能（正式啟用7.0系統）
2016年1月開啟十字位停車，彎道車速適應以及召喚進出車庫（7.1系統）
所以我們口中的 Tesla 自動輔助駕駛其實是一整套套件的合集，Tesla 每次開放一點，最后完整成一體才有了我們現在看到的自動輔助駕駛 Autopilot。這其中每一次更新都經過了內部測試、封測、路測、驗證以及更新到實際 Tesla 車隊，再通過車隊反饋數據進一步加強自動輔助駕駛。
所以不同于Google、Apple目前閉門造車搞無人駕駛，Tesla 是采用了一種迭代和漸進式的方式來逐步實現真正意義上的無人駕駛，兩種方式各有優劣，后面會進一步分析。
接下來的內容更加有趣，這張關于車隊學習幻燈片介紹了幾個重要數據——
從自動輔助駕駛硬件開始收集道路數據開始到2016年5月，Tesla收集了12億五千萬公里的數據；
從自動輔助駕駛激活到2016年5月，Tesla收集了1億6千萬公里的自動駕駛數據；
車隊每天會記錄420萬公里里程數據（現在這個數據已經擴大到500萬公里），只需要大約6小時便可以收集100萬公里數據；
Tesla非常聰明的一點是在2014年10月之后的車身上全面安裝了自動輔助駕駛硬件，即便是你沒有花錢激活自動輔助駕駛功能，你的車一樣會在路上搜集數據。
這是個什么概念？
Google的自動駕駛汽車，從立項到現在4年一共也就積累了不到250萬公里的數據。 Tesla只需要15個小時便達到了...... 這指數級的差別注定了對后面Tesla 8.0更新的大換血埋下了伏筆。
Sterling專門舉例說Tesla的自動輔助駕駛性能，從最初不如人工駕駛到目前遠超人工駕駛全靠一步一步地通過真實數據去對比和學習。下面是Tesla 自動輔助駕駛一個月中的數據對比：自動輔助駕駛時，Tesla可以更長時間保持在道路中心，對比人工駕駛只有不到1/3的時間能做到完全居中，差別非常顯著。
說完了理論依據，我們再看看實際上路的表現，這里附上外媒對Tesla 自動輔助駕駛和其他車商類似自動輔助駕駛的對比和評測：
1. The War For Autonomous Driving: 2017 Mercedes-Benz E-Class VS. 2017 Tesla Model S
2. Semi-Autonomous Cars Compared! Tesla vs. BMW, Mercedes, and Infiniti
3. Hands off
4. Testing (Semi) Autonomous Cars With Tesla, Cadillac, Hyundai, and Mercedes
上述測試中翔實的測試數據和結論足夠我再寫一篇長文分析了，由于時間原因，只作部分摘錄和翻譯。
在上面autofil的測試中，測試者發現奔馳E200的自動輔助駕駛有非常嚴重的漂移現象。
在過一個大彎的途中：
奔馳在自動輔助駕駛中越過了道路中央的黃線，并且跑到了逆行車道，我們不得不人工把車調回來，因為車完全沒意識到自己已經逆向行駛。
Tesla始終保持在黃線內測，無需人工干預。
小彎道：
奔馳在行駛中滑出了道路白線，并且完全沒有修正企圖。
Tesla很輕松就保持在道路中心。
下一個彎道中，奔馳繼續滑出了黃線，而Tesla繼續保持領先。
最后我們高速通過彎道：
我們放開讓汽車自己控制，不出意外，奔馳繼續滑出了黃線，奔向了逆行車道。
Tesla雖然有點擦線，但是它依然保持在道內并且減速后順利通過了彎道，我們沒有人工干預。
對比全程的結論——
Steering Wheel warning：車輛發出的掌握方向盤預警
Driver input：手工干預次數
the drive的結論：
Benz Drive Pilot: The only good thing about Drive Pilot is that your Mercedes will protect you from it. Did I trust it? Only at a crawl. Did I understand it? I don’t understand how Mercedes-Benz could release this to the public. I hated literally everything about it. It drove like a drunk ten year old, fighting for the wheel with a drunk fourteen year old. It was, in most conditions, dangerous.
奔馳Drive Pilot：唯一值得一提的是這系統會想方設法保護你不要用它... 我能否信任它？一丟丟而已。我能否理解它？我完全無法理解奔馳怎么能把這樣一個系統發布給公眾。基本從頭到尾都讓人厭惡，它開起來就像一個喝醉酒的10歲小屁孩，跟一個10歲的醉酒小青年搶方向盤。在大多數情況中，它開得太危險。
Autopilot: I loved it. A few hours in and one begins to learn a dance between looking out the window, looking at the display and using the stalk to manage speed. Once mastered, the pedals become largely unnecessary. It drives like a very good second year teenage license holder who really wants impress, and is getting better all the time.It's definitely safer than a human driver alone, assuming you use it as intended. Without a doubt, it is the best ADAS system on the market. It’s incredible Level 2, but also a facsimile of Level 3 without sufficient advance warnings, which is where problems have risen. Ignore the warnings like a child and you will be disappointed, or worse. Heed the warnings like an adult, and it’s the best thing on the market.
Tesla的Autopilot： 我喜歡它，嘗試幾個小時后就能享受它帶來的便捷。看著窗外的風景，調節調節駕駛參數。一旦掌握了要點，油門變得不再那么重要。它開起來就像是一個有著良好駕駛培訓的少年非常想讓你感到印象深刻，也確實開得越來越好。
如果在正確環境下使用，它確實比單純人工開車感到安全。在目前ADAS市場上，是無需質疑的最佳系統。它達到了無人駕駛第二級水準，擁有部分第三級的潛力。但是由于預警信息還不完全到位，最好別期望能完全達到第三級。作為一個成年人去合理甄別這些提示信息，你會發現這是市場上最好的系統。
在此就用一張圖來總結，請自行腦補：
今天上午，Elon Musk發布了關于Tesla 8.0升級中的Autopilot ，接下來文章將會探討8.0時代的Autopilot ，以及，8.0的發布為什么意味著Tesla與Mobileye正式分道揚鑣？請關注雷鋒網接下來的文章。
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