关闭的激光雷达：Uber自动驾驶汽车首次撞死人的元凶
发布时间：2018-03-26
在事发前3-4秒就应已发现死者
但Uber 的自动驾驶汽车
直到撞击仍未进行减速
这是一篇专业技术人士
根据有限的证据和可信度极高的推理进行的事故还原
并非百分百真相
不妨一看
美国时间上周日晚，北京时间本周，美国亚利桑那州坦佩市(Tempe, AZ) 发生了一起自动驾驶汽车撞死行人的严重事故。在事发后当天，硅星人（PingWest品玩旗下硅谷账号）整理了来自警方和当地媒体播报的，有限的公开信息。
事发地点在坦佩市N Mill Ave 上——更具体来说，这条南北向道路和前方东西向E Curry Rd 交接路口的南边约200-300 英尺的位置。
死者为49 岁的Elaine Herzberg，事发时推着一辆红色的自行车，由这条马路的西侧横穿马路向东步行，在行至由南向北车道的最右侧车道时遭遇涉事Uber 自动驾驶汽车撞击。Herzberg 被送到医院之后身亡。
我们用Google 地图街景重现当时的场景。下图中黄人所在的就是事发地点，黄人的面向则是死者当时的行进方向：
而这是事发地点的街景照片：
注意这张图中道路左侧的禁止行人横穿马路标志和道路右侧马路牙子上的排水口，Herzberg 步行的路线大约就是从前者到后者。
这里划重点(1)，后面详述。
涉事车辆则为一辆沃尔沃XC90 SUV，由Uber 改装并增加了一套完备的自动驾驶功能。此处划重点(2)，之后详述。
昨天，坦佩市警方放出了事故目前已知唯一的视频记录。视频来自于涉事车辆本身的行车记录仪抑或自动驾驶系统的录像工具，共有两个机位，一个在车外向前，拍到了受害者被撞的瞬间；第二个机位则在相同位置但对着车内，拍到了车辆当时上面唯一的安全驾驶员，44 岁的女性Rafael Vasquez。此处重点(3)。
以下是警方公布的视频，由国内的观察者网转载并重新上传。请注意，画面可能会引起不适：
事发道路的限速为35mph，而事发时涉事车辆的车速为40mph。在美国，道路超速属于违法，但量罚的决定权在于警察。而另有一条规则规定车辆不得速度太低阻塞交通，因此略微超速在美国是很常见的现象，大部分警察不会太过追究。从车速上来看，Uber 方面的过错不大。
事发后的第一天，警方指出目前调查还在进行中，警方暂未确认事故的责任。但已有的证据显示，死者在非人行过街道，而且还时标有警示标志的位置过马路，根据亚利桑那州法律，此时涉事自动驾驶汽车享有路权。在发布会上警方一度称呼死者为受害者(Victim)，随后很快改口称行人(Pedestrian)，为“汽车无责”的推断提供了线索。
但这辆自动驾驶汽车，它的安全驾驶员，以及Uber 方面，就真的没有过错吗？
就事论事，的确如此。但根据目前有限的证据，依据自动驾驶研究领域内普遍的知识和原则判断，这次事故体现出Uber 方面很可能存在严重的违规甚至违法操作自动驾驶汽车的问题。
列一下刚才划的重点：
1）死者过马路的位置
2）涉事车辆的自动驾驶功能
3）安全驾驶员
重点一：如前述，死者过马路的位置是绝对禁止过马路的地点。如下图示，N Mill Ave 的双方向两条车道分隔开，中间是一个绿化区域，死者正是从这个绿化区域向东穿行：
让我们再回顾一下车载记录到的事发画面：
可以看到在撞击发生之前，车辆刚先后经过了左右各一根灯柱。两颗灯柱的亮度，加上汽车本身的大灯，似乎无法照亮正在推自行车横穿马路的行人。
但请记住，大部分情况下，人眼在夜间的宽容度是比摄像机更高的。
前电子前线基金会主席，自动驾驶技术专家Brad Templeton 指出，几乎所有自动驾驶汽车——包括Uber——通常会配有多种视觉摄像头，其中应该包括高动态范围的常规视野摄像头。实现高动态的方式可以是不停变换光圈，也可以是两个不同曝光度的摄像头。这种摄像头的作用，正是在环境明暗发生剧烈变化时拍清楚画面。
但在这起事故中，视频显示显然画面中汽车的大灯和灯柱导致画面明暗对比太明显，以至于没有拍到撞击发生前数秒内，死者马路的左边车道向前走的动作。
这有可能意味着1）Uber 自动驾驶汽车没有配备这种高动态范围的摄像头2）Uber 没有打开高动态范围摄像头；3）Uber 还未提供或警方还未公布其它摄像头的画面。
但这个摄像头的问题，至多影响我们现在看到的视频录像的可观性。它不大可能影响警方的取证、调查和决定——亚利桑那州高度欢迎自动驾驶汽车测试并提供了法律条件，在警察眼中自动驾驶汽车和普通汽车并无区别。警方通常就事论事，只关心这一起案件到底是谁的责任。
但我们应该关心更多。
重点二：问题很有可能出在了自动驾驶系统上。
绝大部分自动驾驶汽车——包括Uber——其配备的大量摄像头和各类传感装置中，都配备有一个名叫激光雷达的装置。
根据百科，激光雷达(Light Detection and Ranging，简称LiDAR) 和雷达的工作原理类似，都是靠发出接受反射回来的脉冲来侦测物体和测距，区别在于雷达发射电波，而激光雷达发射激光。在自动驾驶领域，激光雷达应用已经十分流行，广泛应用于绘制车辆周围的高精度三维地图。
在自动驾驶汽车上，激光雷达就是那个一直在高速旋转的东西。通过旋转，这种定向的激光发射装置可以覆盖周围360 度区域。
由于激光的特性，它在任何亮度条件和几乎任何天气下都适用，最重要作用之一就是在夜间进行物体和障碍侦测。通常在城市环境，自动驾驶汽车上的激光雷达的最远有效距离可以达到200 - 300 米。
如果以40mph（约65km/h）的速度在道路上行进3 秒，距离大概是48 米。这个距离显然在激光雷达的有效侦测范围内，况且根据视频，当时的道路上只有涉事汽车和死者，并无其他车辆或行人；而以40mph 的速度行驶200 - 300 米，至少需要10 秒的时间。
也就是说，涉事汽车完全有能力在事发前3-10 秒时间侦测到道路上的异常行为物体。
那么，涉事车辆的激光雷达缘何没有侦测到后来的死者？
从技术上讲，激光雷达对不同颜色和材质的物体侦测能力也有区别。比如黑到超级黑的某些材质衣服，就有可能吸收太多激光，导致激光雷达必须到近处才能读到。而死者当时身穿的正是黑色的上衣。但死者的发色很亮，牛仔裤是蓝色，自行车是红色，降低了反射失灵这一种说法的可信度。
还有一种猜测认为，当时激光雷达压根没有开启。
当时，Uber 很有可能正在进行关闭激光雷达实现自动驾驶的测试。这一猜测最一开始来自于某个Uber 内部的信源。
这一猜测无疑有理有据，因为Uber 和Google 的官司还在进行当中。Google 此前拥有一支超过10 年经验的自动驾驶团队，其中一人离开了公司创办了自己的自动驾驶公司，随后很快被Uber 收购。Google 拥有充分证据证明，该人从Google 带走了关键技术资料，因此以窃取知识产权起诉了Uber。
而这些“关键技术”的主要内容，也即Google 和Uber 之间官司的主要内容，正是激光雷达。即便最终判决还未下达，Google 也完全可以要求法院对Uber 开出停终(cease and desist) 条令，直接限制了Uber 使用激光雷达的能力。这样Uber 车上即便装有激光雷达也无法打开，在黑天就变成了半个瞎子。
这么说是因为车上毕竟还有摄像头、常规雷达以及其他传感装置，而就算摄像头曝光太低，也可以用雷达，它发射常规雷达波，不受亮度的限制，怎么也能派上一点用场。
遗憾的是，从目前的资料并结合雷达工作原理来看，雷达在这起事故中也完全没起到作用。
自动驾驶汽车上雷达也是标配，在没有激光雷达之前，它为车辆提供一定程度的辅助驾驶功能——高速跟车等等。因此雷达的主要作用是在本车道内进行障碍侦测和测距，别的车道跟它关系不大。比方说你的车在高速路上定速巡航并打开了跟车，旁边车道上有一辆车，你的车是没有理由减速的。
雷达如果在别的车道侦测到了东西，有很大几率不会误报，而在本案中，我们假设雷达侦测到了行人，后者的行进速度相对汽车来说是很慢的，也就是说可能在5-10秒钟——对于自动驾驶系统来说很长时间内——是在左边一条或者两条车道的。
有些人可能会问，有没有热成像，也即所谓的夜视摄像头？事实上热成像摄像头用在自动驾驶汽车，需要车外放置且保持干净，保养很麻烦，成本高的离谱。Uber 路测汽车是没有夜视功能的。
激光雷达没有开；雷达没侦测到或侦测到了但认为无威胁；常规摄像机动态对比度太低没看到人：也就是说，这辆自动驾驶的汽车在自动驾驶的部分，几乎所有关键的画面捕捉和传感侦测部件，都以不同的方式“失灵”了。以至于直到撞击发生，汽车都没有任何减速动作。
重点三：安全驾驶员的存在作用，在本案中完全没有体现出来。首先，自动驾驶汽车进行公开道路路测，需要至少两名安全驾驶员，通常副驾监控计算机系统，而主驾的注意力需要完全放在路上。虽然自动驾驶汽车立法还未完善，但理论上操控一台自动驾驶汽车，主驾需要像驾驶普通汽车一样保持注意力。
可以说行业的惯例是至少两人。如前述，主驾或许不需要太强的计算机背景，只需开好车，在出现情况时及时接管即可。Uber 是一个独特的案例：大部分时候车上只有一个人。
而且在本案中这位安全驾驶员的身份也比较特殊：Rafael Vasquez，曾因持枪抢劫未遂和向政府提供虚假信息坐牢三年零十个月。这一切发生在十多年前，从2005 年出狱后Vasquez 的记录一直是干净的。即便如此，在美国只要候选人有案底，很多工作岗位都不会接纳，但Uber 在这件事上反而做的很好，它有一个包容性的招聘政策，“任何人都应该得到第二次机会。”
显然，在此时，Uber 的包容性招聘策略称为了它的负累。
然而Vasquez 在出狱13 年后遭遇了人生的又一次低谷。她的疏忽间接导致了Herzberg 的死亡。亚利桑那州法律规定，驾驶员必须谨慎行事，避免在任何道路上与任何行人相撞，而在撞击发生前的十秒内，Vasquez 一直盯着视线右下，可能是手机或者车载显示屏，中间只有一次抬头。在她第二次把头低下后没多久，撞击就发生了。
Vasquez 没有将注意力一直放在路上，属于渎职行为。这份听起来相当高大上的科技公司工作是保不住了，不仅这样，如果警方根据视频对其判定责任，她也有可能将面临法律的制裁。类似的事情发生了太多，而注意力、驾驶疲劳也属于自动驾驶希望解决的问题。
显然和Vasquez 相比，Uber 招聘、训练自动驾驶安全驾驶员的政策，乃至于Uber 对于自动驾驶汽车整件事情的态度，都会成为未来一段时间内舆论的焦点。
最后再次声明：本文为根据已经公开的证据、资料，以及可信度较高的传闻，结合常识和业界普遍通行的规律进行的推理，一切最终以坦佩市警方以及参与调查的美国立法下属交通安全机构给出的报告为准。
