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康谋分享 | 特斯拉AD/ADAS紧急制动安全分析案例

康谋自动驾驶 ? 2025-04-23 09:34 ? 次阅读
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随着自动驾驶AD)/高级驾驶辅助系统(ADAS)在车辆中的应用日益广泛,其引发的各类事件分析成为关键问题。本文聚焦特斯拉Autopilot的紧急制动情况,借助IVEX打造的数据采集平台(Carvex)安全分析平台(Safety Analytics platform)展开研究。

通过对超过15000公里行程、40TB数据中紧急制动事件的剖析,发现Autopilot在面对超出操作设计域的场景时会解除自动驾驶,导致驾驶员紧急制动;同时还存在将正常情况误判为风险而紧急制动的现象,这些分析为深入了解AD/ADAS系统行为提供了参考。

一、引言

在过去几年里,AD/ ADAS组件在商用车和零售车辆中越来越受欢迎。这也带来了一系列亟待解决的复杂问题。比如一个备受关注的问题:如何从数千小时的驾驶数据(包括开发阶段和实际路测)中识别并理解由 AD/ADAS 行为触发的各类事件,如紧急制动、急加速、低碰撞时间等。

数据采集平台Carvex集成了一套尖端传感器阵列,搭载于特斯拉Model 3车型,主要用于采集驾驶数据以驱动产品开发。大部分数据是在Autopilot(特斯拉的L2 ADAS系统)被激活时收集的。由于 Autopilot 是先进的 ADAS 系统之一,我们特别关注其性能表现,尤其是误触发紧急制动(false positive braking)这一ADAS领域长期存在的技术痛点。

起初,我们在检查数据中的紧急制动事件时也遇到了困难。Carvex 已经收集了 15000 公里的驾驶数据。虽然与正常 ADAS 系统在部署前所需的测试里程相比,这个数字还很小,但我们发现,如果没有良好的辅助工具,识别和检查紧急制动事件并非易事。

本文将解析特斯拉的紧急制动事件。

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图1:Carvex数据收集平台

二、研究背景

Carvex以Model 3为载体,集成包含RTK GNSS、激光雷达、毫米波雷达和多路相机的传感器套件(其中舱内相机用于监测Autopilot状态),所有数据由车载计算机实时记录。系统采用全天候设计,确保恶劣天气下的数据采集完整性。

在数据收集过程中,Autopilot 大部分时间处于开启状态。Autopilot 主要由两个部分组成:自适应巡航控制车道保持辅助。Autopilot 需要驾驶员主动监督,一旦遇到超出其操作设计域(ODD)的情况,系统会发出警报并解除自动驾驶。

目前Carvex累计行驶15,000公里,生成超过40TB数据,其中包含大量与Autopilot行为相关的关键事件。通过IVEX安全分析平台,我们实现了:

(1)自动识别驾驶日志中的异常事件

(2)关联事件潜在诱因

(3)监测Autopilot行为模式变化

本次研究聚焦减速度超过4.0 m/s?(13.12 ft/s?)的紧急制动事件,包括Autopilot主动触发系统退出后驾驶员介入两种情况。这类事件的研究价值在于:

(1)可能反映Autopilot超出ODD时的处置失效

(2)假阳性紧急制动可能导致追尾事故,存在安全隐患

三、Autopilot紧急制动解析

Carvex 的传感器数据会通过开源自动驾驶软件阿波罗(Apollo)的感知模块进行离线处理。处理后的图像等传感器数据以及物体列表格式的感知输出,随后会被导入到IVEX安全分析平台。

平台能够展示 AD/ADAS 车辆的所有相机视频流。在这种情况下,我们选择重点关注前置相机舱内相机的视频流,以便能够观察到其他车辆与Autopilot的行为。

平台支持多驾驶日志联合检索,并按参数分类关键场景,可以通过"聚合视图"功能筛选特定车速区间内触发的紧急制动事件。

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图2:安全分析平台紧紧急制动聚合视图

1、右侧车辆引发的紧急制动

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图3:右侧车辆引发的紧急制动

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图4:IVEX中的紧急制动

从图3和图4中可以看出,尽管右侧卡车未实际侵入车道,自车仍以28 m/s(100.8 km/h)时速突发制动(右侧卡车时速75.6 km/h)。同时数据分析显示:当卡车短暂压线1秒时,Autopilot判定其可能低速切入(此时车距仅1.59米),遂触发持续1秒的紧急制动,导致车速骤降7 m/s(根据RTK GNSS估算),这对两辆车来说都是一个危险的情况。

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图5:仪表盘Autopilot行为记录

我们可以看到,车辆的 Autopilot 将卡车标记为可能驶入本车车道的潜在安全风险,这就是车辆决定紧急制动的原因。

2、交通信号灯前的紧急制动

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图6:遇到交通信号时的紧急制动

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图7:IVEX中的紧急制动

从图6和图7,分析可得车辆以20 m/s(72 km/h)接近路口时,驾驶员在黄灯亮起1.8秒后接管并急刹,3.7秒内完成静止(减速度5.4 m/s?)。值得注意的是,该版本的Autopilot虽能识别信号灯(如下图示),但无响应功能,紧急制动纯属驾驶员行为

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图8:仪表盘Autopilot行为记录

3、环岛入口的紧急制动

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图9:在进入环形交叉路口之前进行的紧急制动

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图10:IVEX中的紧急制动

在紧急制动发生前约 3 秒,车辆以18 m/s(64.8 km/h)接近环岛时突发制动。实测表明,Autopilot因环岛超出其ODD静默退出,驾驶员接管时剩余反应时间不足,导致制动过急。所幸后方无车,未造成风险。

4、技术结论

基于上述分析,我们对Autopilot 的行为得出一些结论:

(1)ODD边界行为:当场景超出Autopilot设计域时,系统会无预警退出,迫使驾驶员紧急干预;

(2)风险预判机制:对潜在切入障碍物存在过度敏感现象,可能触发非必要制动。

四、结语

在本篇文章中,我们介绍了如何使用 IVEX 安全分析平台分析特定场景类别 —— 意外紧急制动情况。从案例中也可清晰了解到IVEX安全分析平台在AD/ADAS数据解析中的三大优势:

(1)异常行为快速定位

(2)多维度场景重建

(3)系统决策溯因分析

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