导读：
这里有一些攻城狮的经验之谈。
车云按：8月4日-8月5日由车云和佐思产研联合主办的2016年自动驾驶汽车开发及测试技术研讨会在上海举行。沃尔沃汽车中国区研发总监顾剑民在会上发表演讲，他在介绍避撞系统工作机理时分享了一些经验看法，并谈到了自动驾驶所面临的挑战。本文由现场演讲整理而成。
主动安全技术是自动驾驶的一个非常重要的基础，而自动驾驶是主动安全技术的自然延伸，这两方面的关联性是显而易见的。
说到沃尔沃，大家联想到的第一个印象就是安全。的确，当89年前这两位瑞典老先生创立沃尔沃的时候，他们就讲：“车是由人来驾驶的。因此，我们做任何事情的指导原则必须始终是安全。”沃尔沃到现在为止也的确是遵循了这样的原则。这里列出了沃尔沃在安全技术领域的部分创新与发明。可以这样说，今天路上跑的每辆汽车都有沃尔沃的安全技术创新在里面，例如其中大家最耳熟能详的就是三点式安全带。
沃尔沃汽车配备了很多主动安全或智能安全方面的技术。其中当然有标配的，也有选配的，组合成不同的配置。这里我稍微着重介绍一下，沃尔沃的City Safety城市安全系统。它其实是一个AEB或者我们常说的自动紧急刹车系统。沃尔沃汽车是全世界第一家把自动刹车系统作为标配的整车厂。
接下来给大家介绍一下沃尔沃汽车避撞系统的发展历史。在2006年的时候，沃尔沃在全球第一个研发出了带刹车辅助的碰撞警告系统。第二年也就是2007年，沃尔沃已经对此系统增强了自动刹车功能，成为现在所说的真正意义上的AEB自动刹车系统。2008年，沃尔沃汽车把它命名为城市安全系统City Safety，成为一个技术子品牌。之后的十年中这套系统不断地更新完善，扩展了许多新的功能，比如增加了行人探测、自行车探测、大型动物、路沿和路障探测与避撞功能。
避撞系统为什么这么重要呢？因为大家说的自动驾驶或无人驾驶，如果没有做到真正可靠的避撞或者自动刹车、转向功能的话，一切都是空谈。想象一下，如果前面的障碍物你都不能探测到从而进行警告和自动刹车，这将是非常严重的问题缺陷。避撞系统的工作机理非常简单，首先是探测，然后是评估决策，最后是干预，包括警告或者自动刹车。
首先是探测。相比以前，探测功能已经取得了巨大的飞跃。从单个雷达到多雷达和摄像头，并结合多传感器融合算法。但是恶劣的天气和道路状况依然是一个挑战。
接下来是决策。早期的威胁探测算法采用简单的方法来预测单个冲突类型，例如使用至碰撞时间（TTC）探测最危险车辆碰撞。但是你在路上开车，特别是中国的路况，不可能前面只有一个障碍物。
所以随着多传感器的应用，现实需要更先进的威胁评估算法，可以同时考虑多个对象。新的威胁评估算法包含确定预测或随机即不确定预测模型来扩展考虑对象。随着更复杂的传感器和威胁探测能力，你车周围的一切都可能是潜在威胁。
复杂的算法肯定会增加计算量，从以前的单目标到现在多目标多威胁的评估，以至到了实时威胁评估变成不可能的地步，有必要进行适当的简化。但问题是怎么简化？比如现在大家经常看到的中国式过马路，一群人一起走，走到路中间，可能有几个人继续往前走，有一些人停在那里，另一些人却往后退，这时候要判断预测是非常复杂的。
所以，由于冲突对象潜在路径和速度的不可预测性，使得警告和干预措施如何定时、提升相关性和可信度始终受到挑战。我们必须首先深层次地了解哪些是驾驶员感受到的具有强相关性的威胁，才能提高决策的相关可信度。
最后一步是干预。判断之后还要有一个干预的策略。干预一般是两种，先是警告，再可能干预。怎样警告呢？我们的策略是要使驾驶员接受车辆所给的警告，必须存在一种顾客能够感受到的并可以应对的威胁。
如果没有可感受到的威胁存在，原则上车辆不应该警告驾驶员。这是因为，如果还是警告，驾驶员可能理解为车辆这样做没有合理的原因，从而导致对系统的不信任以及降低系统的效率。时间长了之后，他就会把系统关闭或索性换辆车，在中国的路况环境下，如果一路上都是不停地警告，这的确是个问题。
警告只是一个声光或振动的信号，那么在警告之后，怎么判断还要不要车辆自动干预呢？我们的策略依然是：除非是驾驶员近乎无法解决的冲突将要发生，否则车辆不应自主动作，理由也是刚才所说的。可喜的一点是，由于车辆的执行器例如制动和转向的能力提升，自动干预所需的时间大大缩短了，相比十年以前，越来越多的最后时刻的干预动作变成可能。最后一点，怎么协调人机界面，即驾驶员最后时刻的主动干预与车辆自动干预这两者之间可能的差异，也将是一个很大的挑战。
刚刚讲了很多，这里来总结一下影响性能的信息警告干预因素。首先是效率问题，要调整警告反应的时间，注意看警告是否使驾驶员反应更快和更有效？警告干预是否可感知与理解？
第二是相关性，看警告是否在与真实威胁相关的时刻发出？是正确的警告，还是漏报或误报？比如说路前方有一辆大卡车，系统把它误认为是高速路交通标志牌，而不给任何警告，这个明显是漏报。但是反过来说，如果系统把高速上的交通标志牌判断成一辆大卡车，从而警告干预，这个就是误报，这也是第一类和第二类误报的区别。
最后是接受程度，警告是否很高程度被驾驶员所接受、并配合？还是被忽略甚至想尽办法把它关闭？接受程度当然取决于前面所讨论的效率和相关性，所以这三个因素之间要互相平衡。
如果简单地回顾一下智能安全技术的发展历程，沃尔沃2006年发明了自适应巡航系统；2007年到08年发明AEB自动刹车的城市安全系统；2009年到12年的列队行车项目，2012年沃尔沃在西班牙马德里附近的高速公路上已经首次做了演示和测试；其它还有停车辅助技术、带辅助转移向功能的自适应巡航系统等等。最后我还会介绍一个叫做Drive Me的自动驾驶测试项目。
大家或许会问为什么要做自动驾驶？是不是因为最近自动驾驶、无人驾驶炒的很热？同时还有一些顾客在问，自动驾驶以后，我们的驾驶乐趣在哪里？因为很多人喜欢操控，喜欢在山路或者赛道上开车。
我们完全理解这些考虑，但是如果大家来看看现在大城市的交通状况，今天早上我走的是中环，走走停停，就像这幅照片中般的拥堵。当然，交通拥堵也不是中国所独有，随着城市化进程的加剧，这是全球性趋势。请问这样的驾驶乐趣何在？
除了拥堵，还有安全问题，我国每年至少五六万的交通事故死亡数量。城市化的发展也加剧了空气污染，以及可持续发展与能源的危机。对各位顾客来讲，还有实现实时互联和出行便利的需求。
所以，自动驾驶对社会、环境和经济带来的益处是多方面的。首先，我们的目标是希望通过自动驾驶来提升交通安全，因为统计显示90%到93%的车辆碰撞事故是人为失误引起的。如果能通过自动驾驶来减少这90%几的人为失误，即使提升不到100%安全，但是97%、99%可不可以？自动驾驶还能连带产生其它的好处，改善拥堵、节省能源消耗、减少大气污染，以及使旅途时间利用更高效。
虽然自动驾驶给使用者带来很多便利，但我们说肯定也有挑战，世界上没有免费的午餐。对于使用者来说，有人机交互的挑战。还有失效模式控制，万一系统失效以后，怎样用冗余系统来后备控制。有跟其他车辆系统的交互，你不只是一辆车单独行驶在路面上。怎么感知环境，在不同的恶劣气候与极端环境下面正确感知。还有最后一个，再好的系统，当顾客不当使用的时候，怎么做这方面的技术应对处理。对于车辆设计来说，还需要各种各样的冗余系统做后备，确保自动驾驶安全。
其实，自动驾驶不光是技术问题，更重要的是对社会和伦理的挑战，大家是不是能接受？首先，什么样的商业模式，是我们现在继续卖车的模式，还是改成租车或者分时租赁的共享经济模式。基础设施的改变，比如说车道线、公路标识的统一，这也是非常重要的。还有保险公司是否接受，万一发生事故以后怎么确定是谁的责任。最后是公众的接受程度，法律和法规的约束，例如最近的某公司的几起所谓自动驾驶事故引起了公众和政府对自动驾驶的特别关注，从而也引发了很多相关的讨论。
那么沃尔沃的自动驾驶战略是什么？我们非常明确，这也是一贯的战略，就是沃尔沃汽车将做自动驾驶技术的领导者，我们也力争成为自动驾驶车型量产的先行者。
这里举个最近的例子，我们这一款在SPA平台上全新开发的S90旗舰轿车，已经在欧洲量产上市，今年下半年也将在中国投放市场。这款车上搭载了一个叫做Pilot Assist的系统，翻译成中文叫做“高级驾驶辅助系统”，可以使车辆在时速130公里/小时内在高速公路上沿着清晰可辨的车道线自动行驶及转向，而无需跟随前车。要知道，之前的ACC自适应巡航系统都是需要有前车跟随才行的。
我们的目标是要实现沃尔沃2020愿景，那就是到2020年，将不会有人因驾乘全新沃尔沃而遭遇重伤或死亡。这是沃尔沃汽车庄重的声明，也是一个非常具有挑战性的目标，怎样通过自动驾驶帮助将其成为现实呢？
我们认为首先要充分研究，通过真实用户与真实交通，探讨自动驾驶汽车如何支持可持续交通。还要多方的合作，沃尔沃汽车通过与包括供应商、大学研究机构，以及政府部门在内的强强联合，来应对全球挑战。
自动驾驶之路没有捷径，就像练马拉松一样。沃尔沃汽车所采取的策略和方法都是逐步、循序渐进的，因为我们坚信自动驾驶的最终目标是安全，我们走的每一步也都要以安全为核心。我们要以客户为导向，通过提炼典型路况，悉心定义测试所用的通勤道路，同时尽量控制风险。在技术成熟之前，必须反复的测试，以保证安全与可靠。
接下来介绍一下Drive Me自动驾驶测试。右边列了为什么我们要做这个自动驾驶测试项目：要验证对社会和经济带来的好处，是不是适合当前的交通环境，顾客、社会公众的接受程度，还有道路基础设施的支持是不是充分，与其它车辆和道路使用者的互动，最后我们也希望通过这个项目推动政府对于相关法律法规的制定。
这个项目其实已经在2013年正式启动了，真正的大规模测试将在2017到18年，沃尔沃会向选定的100名租赁客户提供自动驾驶汽车，让他们在瑞典哥德堡周围选定的公共道路上进行自动驾驶测试。这个在全世界也是第一个如此大规模的自动驾驶测试项目。
上图右边是哥德堡市区的地图，这条环路相当于上海的内环或中环，即城市高速交通路，是没有行人、自行车，也没有交通信号灯。自动驾驶测试者是租赁顾客，由他们来做为日常通勤车使用驾驶。在驾驶过程中，允许处理其它事务，从驾驶员监控到不监控，从而来验证沃尔沃的自动驾驶技术。
这里我要讲个非常重要的概念，我们讨论的自动驾驶肯定是从驾驶辅助逐步渐进发展到自动驾驶。在基于ADAS功能的驾驶辅助阶段，驾驶员还是负责监控和指令，必要时，还应尽快接管人工干预，所以还有不少局限性。
真正或完全的自动驾驶是无需驾驶员监控，车辆负责监控交通环境，根据路况决策和反应，而驾驶员可以自由利用旅途时间处理其它事。现在一些量产车型的所谓自动驾驶功能，只是某种程度的驾驶辅助功能或高级驾驶辅助功能而已。
我们走向完全自动驾驶的路径也是同理。目前沃尔沃量产车型上的高级驾驶辅助系统属于自动驾驶的SAE第2级或半自动驾驶程度，驾驶员需要对驾驶负责。接下来的Drive Me项目将会测试在此基础上的由第2级以上的功能开发和技术延伸，最后到2020年前后达到完全的自动驾驶，或者SAE第4级的程度，这个阶段是由沃尔沃即整车厂对驾驶负责。可以看出，这是两个阶段之间非常明显的分界线。
自动驾驶车辆系统的主要功能和机理，简单地讲，是通过多传感器融合，包括单个或数个摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器等，加上云端和高精度地图，来感知周围环境，评估路况和交通状况，相应决策与控制，最后通过制动、转向和发动机系统来执行干预。处于安全和可靠的考虑，我们有备份系统，冗余的执行机构，万一其中一套系统有问题，另外一套系统可以作为一个备份来保证正常行驶。
沃尔沃汽车是个全球运营的国际化公司，所以Drive Me也将会开启自动驾驶全球验证之旅。2017年，Drive Me将首先在瑞典哥德堡进行概念验证，随后我们将在中国、美国和英国伦敦开展类似的技术验证。
最后我想重申一下为什么要自动驾驶，自动驾驶的远景又如何？沃尔沃汽车认为自动驾驶是智能安全技术与创新的自然延伸。如果大多数车辆有自动驾驶功能，车辆可以与人、车、路互相沟通，可以帮助我们早日实现技术层面上的零碰撞和零排放。
在去年美国华盛顿的一个自动驾驶研讨峰会上，沃尔沃汽车的总裁和CEO正式宣布，当沃尔沃汽车在自动驾驶模式下行驶时，沃尔沃汽车将对驾驶员和车上的乘客承担全部责任。这是世界上第一家整车厂做出这样的承诺，这既体现了我们对社会和顾客的责任感，也是基于我们对自动驾驶技术发展的信心。
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