Hagnaður:
- Geta til að útskýra hlutverk myndavélar, ratsjár, LiDAR og skynjarasamruna í greiningarkeðjunni og SAE sjálfvirknistigum
- Geta til að búa til gagnamerkingar, skilgreiningu atburðarásar og matsmælingar til að greina, flokka og rekja hluti
- Geta til að meta á gagnrýninn hátt jaðartilvik, falskt jákvætt/neikvætt jafnvægi og öryggismörk í úttak greiningarlíkans
Flest farartæki í dag eru með eiginleika eins og akreinaviðvörun, sjálfvirka neyðarhemlun eða aðlagandi hraðastilli. Þetta er allt undir regnhlíf ADAS (Advanced Driver Assistance Systems). Kjarninn í þessum kerfum og frekari sjálfvirkum akstri er skynjun: hvernig ökutækið „sér“ heiminn í kringum sig með skynjurum og „skilur“ hann með gervigreind. Í þessari einingu munum við fjalla um greiningarkeðjuna, skynjara, sjálfvirknistig og mikilvægasta málið, öryggismörk.
Viðvörun frá upphafi: Þetta svæði er öryggis mikilvægt. Ef skynjunarlíkanið greinir ekki gangandi vegfaranda getur niðurstaðan verið banvæn. Þess vegna verður hver gervigreind framleiðsla hér að vera umkringd öryggisverkfræðiferlum (ISO 26262 og SOTIF í næstu einingum).
Skynjarar: augu, eyru og ratsjá
Sjálfvirkur akstursstafla sameinar mismunandi skynjara vegna þess að hver þeirra hefur styrkleika og veikleika:
- Myndavél: Myndavélin „sér“ best lit, texta (umferðarskilti), akreinarlínu og hlutgerð. En það er lélegt á nóttunni, þoka, sterkur sólarglampi og fjarlægðarmat.
- Radar (Radio Detection and Ranging): Mælir fjarlægð og hraða með útvarpsbylgjum. Það verður minna fyrir áhrifum af rigningu/þoku og mælir hraðann beint (með Doppler áhrifum); en upplausn hans er lág, sem gerir það erfitt að greina á milli "er þetta gangandi eða kassi?"
- LiDAR (Light Detection and Ranging): Tekur leysi og framleiðir nákvæmt þrívítt „punktský“ af umhverfinu; Það gefur fjarlægð og lögun mjög vel. En það er dýrt og getur orðið fyrir áhrifum af mikilli þoku/rigningu.
- Ultrasonic: Skammdrægni, eins og bílastæðiskynjarar.
Þar sem hvorugt er nóg eitt og sér er skynjarasamruni framkvæmdur: með því að sameina gögn mismunandi skynjara er bætt upp fyrir veikleika hvers og eins með styrk hins. Til dæmis segir myndavélin „gangandi vegfarandi“, radarinn segir „á 12 metrum, nálgast 5 km/klst.“; Fusion sameinar þetta tvennt og skapar áreiðanlegt lag.
Ábending: Þegar greiningarkrafa er metin, "hvaða skynjari getur séð hana og hversu vel?" spyrja. Ef fjarlægðarmat myndavélarinnar að nóttu til er lélegt er spurning um fjarlægðarákvörðun sem byggir á einni myndavél.
Uppgötvunarkeðja
Dæmigerð keðja frá hráum skynjaragögnum til ákvörðunar er sem hér segir:
- Uppgötvun: Að finna hluti í mynd-/punktskýinu ("það er tól hér").
- Flokkun: Ákvörðun tegundar hlutar (gangandi vegfarandi, reiðhjól, farartæki, skilti).
- Rekja: Fylgja hlutnum á milli ramma, meta hraða hans og stefnu.
- Fusion: Sameinar skynjara til að búa til samræmt heimslíkan.
- Spá: "Mun þessi gangandi fara yfir götuna?"
- Skipulagning og stjórn: Ákvörðun og stjórn á stýri/bremsu/hröðun.
Gervigreind (sérstaklega djúpnám) 1-3. mjög sterkur í skrefum; 5-6. Skrefin eru í auknum mæli umkringd verkfræðireglum og öryggisrökfræði.
SAE sjálfvirknistig
Sjálfræði er ekki "já/nei" hlutur, það er smám saman. SAE J3016 staðallinn skilgreinir sex stig:
Stig
Nafn
Hver er að keyra?
dæmi
0
Engin sjálfvirkni
allir keyra
Aðeins viðvörun (aðvörun um blinda blett)
1
Stuðningur við ökumenn
bílstjóri + einn stuðningur
Aðlögunarhæf siglinga EÐA akreinargæsla
2
Sjálfvirkni að hluta
Ökumaður (stöðugt eftirlit)
Hraði + akrein saman, ökumaður ábyrgur
3
Skilyrt sjálfvirkni
Kerfi (við ákveðnar aðstæður)
Við ákveðnar aðstæður keyrir kerfið, ökumaðurinn er tilbúinn að taka við
4
mikil sjálfvirkni
Kerfi (á tilteknu svæði)
Ökumannslaus á afmörkuðu svæði
5
Full sjálfvirkni
Kerfi (við allar aðstæður)
Ökumannslaus alls staðar (ekki enn)
Varúð: Hættulegasti misskilningurinn er stig 2. Á stigi 2 styður ökutækið við stýringu og hraða en ökumaður hefur stöðugt eftirlit og ábyrgð. Að misskilja kerfið sem „sjálfstýringu“ og ekki fylgjast með hefur leitt til banaslysa. Stig 2 þýðir ekki "ökumannslaus".
Matsmælingar: falskt jákvætt og rangt neikvætt
Tvær tegundir villna eru mikilvægar þegar greiningarlíkan er metið:
- Falskt jákvætt: Að halda að það sé eitthvað sem er ekki til. Til dæmis að halda að brúarskuggi sé „hindrun“ og hemla að óþörfu. Truflandi og stundum hættulegt (aftanárekstur).
- Falsk neikvæð (falsk neikvæð / missa): Að geta ekki séð eitthvað sem er til. Til dæmis að sjá ekki alvöru gangandi vegfaranda. Þetta eru banvænustu mistökin í sjálfvirkum akstri.
Mælingar sem draga þetta saman:
- Nákvæmni: Hversu mikið af því sem þú merktir er í raun rétt.
- Muna (næmni): Hversu mikið af því sem raunverulega er til hefur þú fangað.
- mAP (meðaltalsnákvæmni): Algeng samsett mæligildi fyrir hlutgreiningu.
Innköllun (ekki vantar gangandi vegfaranda) er mikilvæg í málum eins og greiningu gangandi vegfarenda í sjálfvirkum akstri; Að auka þetta eykur stundum falskt jákvætt. Þessi málamiðlun er öryggisverkfræðiákvörðun, ekki hrein módelnákvæmni.
Kanthylki og langi skottið
Erfiðasta hlutinn við sjálfvirkan akstur eru ekki algengu aðstæðurnar, heldur þær sjaldgæfu og undarlegu: skiltið sem er hálf sýnilegt undir snjónum, vörubíllinn á hvolfi, klæddur gangandi vegfarandi, húsgögn sem féllu á veginn. Þessar sjaldgæfu en hættulegu aðstæður eru kallaðar langhali. Þó að líkan gæti verið fullkomið fyrir milljónir "venjulegra" kílómetra, gæti það bilað í öfgakenndum aðstæðum sem það hefur aldrei séð áður. Þess vegna eru prófun, uppgerð og sannprófun í raunheimum endalaus.
Lítil dæmisögur
Tilfelli 1 - Gildi samruna. Á meðan verið var að prófa sjálfvirka neyðarhemlun fann ADAS teymi að hægt var að koma auga á dökklitað farartæki fyrir framan það í glampandi sól með myndavélinni eingöngu. Þegar ratsjárgögnum er bætt við (ratsjá verður ekki fyrir áhrifum af glampa) skynjar kerfið ökutækið 0,4 sekúndum fyrr; Þetta þýðir um það bil 10 metra hemlunarvegalengd á 90 km/klst. Niðurstaða: Fusion lokaði blinda blettinum með einum skynjara.
Tilvik 2 - Innköllun/nákvæmni jafnvægi. Þegar þröskuldur gangandi vegfarendalíkans er lækkaður eykst innköllunin úr 96% í 99%, en rangar jákvæðar (skuggi, runnar) aukast, sem leiðir til óþarfa hemlunar. Öryggishópurinn tekur ákvörðun: Forgangsverkefni er að forðast gangandi vegfarendur, en þægindum er viðhaldið með því að útrýma fölskum jákvæðum með samruna og rakningarrökfræði. Ályktun: Val á mælistiku er verkfræðileg/öryggisákvörðun, það er engin ein „rétt tala“.
Mál 3 - Edge case óvart. Þó að módel hafi náð 99,8% árangri í löggildingarsetti sínu, túlkaði hún mynd af risastórum gangandi vegfaranda á bak við vörubíl sem var með snjódekksauglýsingu á vettvangi fyrir „alvöru gangandi vegfaranda“ og bremsaði skyndilega. Teymið bætir þessu jaðartilfelli við atburðarásasafnið og endurþjálfar líkanið. Ályktun: Langi halinn „endar“ aldrei; Nauðsynlegt er að safna stöðugri atburðarás.
hvetja sniðmát
Snið 1 - Búa til atburðarásarlista:
Hlutverk: Þú ert ADAS prófunarverkfræðingur. Verkefni: Búðu til krefjandi (brúntilfelli) prófunarsviðsmyndir fyrir sjálfvirka neyðarhemlun. Samhengi: Þéttbýli, 30-50 km/klst, blandaður gangandi og hjólandi. Þvingun: Forgangsraða sjaldgæfum/hættulegum, ekki tíðum atburðarásum; skrifaðu væntanlega rétta hegðun fyrir hverja atburðarás.Output: Scenario | ástand | væntanleg hegðun | áhættustig.
Snið 2 - Útlínur merkingarleiðbeininga:
Hlutverk: Gagnamerkingar gæða leiða. Verkefni: Skrifaðu drög að samræmisreglum fyrir merkingar gangandi vegfarenda. Samhengi: Það eru gangandi vegfarendur að hluta sýnilegir, sitjandi, í hjólastólum og í hópum. Úttak: Regla | dæmi | einkunnatöflu fyrir takmörk ríkisins.
Snið 3 - Túlkun mælikvarða:
Hlutverk: Sérfræðingur í tölvusjónmati. Verkefni: Túlka niðurstöður mínar til að uppgötva fótgangandi. Samhengi: nákvæmni 0,93, muna 0,90, mest missir á nóttunni eða í rigningu. Þvingun: Leggðu áherslu á mikilvægi innköllunar fyrir öryggi; Segðu mér við hvaða skilyrði viðbótarstaðfestingar er krafist. Framleiðsla: Athugasemd + forgangssvið til úrbóta.
Snið 4 - Fusion rökfræði útlínur:
Hlutverk: Þú ert skynjarasamrunaverkfræðingur. Verkefni: Leggðu til drög að ákvörðunarrökfræði þegar myndavél og ratsjá stangast á. Samhengi: Ratsjá sér lítinn hlut á hreyfingu í 15 m fjarlægð á meðan myndavélin segir „enginn gangandi“. Þvingun: Beita forsendnareglunni í þágu öryggis (örugga hlið). Úttak: Ákvörðunartafla + rökstuðningur.
Veik kvaðning / Sterk kvaðning
Veik kvaðning:
Er sjálfstætt ökutæki mitt öruggt?
Án samhengis; „öruggt“ er óskilgreint; AI talar aðeins almennt og getur gefið villandi sjálfstraust.
Öflug tilvitnun:
Hlutverk: Þú ert ADAS öryggismatsráðgjafi. Verkefni: Búðu til gátlista fyrir mig til að efast um veikleika fótgangnaskynjunarlíkans míns. Samhengi: Urban Level 2 kerfi; Muna fellur á nóttunni og í rigningunni; Það er aðeins myndavél + ratsjá, engin LiDAR. Þvingun: Ekki lýsa yfir „öruggt“; tilgreina við hvaða aðstæður kerfið er á takmörkunum og hvaða viðbótarprófun er nauðsynleg. Framleiðsla: Áhættusvæði | hvers vegna | mælt próf | mikilvægistöflu.
Algeng mistök
- Að misskilja stig 2 fyrir "ökumannslaus". Ábyrgðin er hjá ökumanni; Þessi misskilningur er banvænn.
- Að treysta á einn skynjara. Sérhver skynjari hefur blindan blett; samruni er nauðsynlegur.
- Bara að horfa á meðalnákvæmni. 99% árangur, 1% sem saknað er gangandi vegfaranda gæti verið banvænt; innköllun og brún mál eru mikilvæg.
- Hunsa öfgatilvik. Langa halinn endar aldrei; Söfnun atburðarásar er stöðug.
- Lætur öryggisákvörðunina eftir fyrirmyndinni. Ákvarðanir um þröskuld og jafnvægi eru á ábyrgð öryggisverkfræði.
Í stuttu máli
- Kjarninn í ADAS og skynjun sjálfvirkrar aksturs er myndavél, ratsjá, LiDAR og samruni skynjara; Hver skynjari hefur mismunandi styrkleika/veikleika.
- Uppgötvunarkeðjan samanstendur af uppgötvun, flokkun, eftirliti, samruna, spá og eftirliti; Gervigreind er sterk í fyrstu skrefunum.
- SAE stig eru á bilinu 0 til 5; Á stigi 2 er ábyrgðin hjá ökumanni.
- Falsk neikvæð (frágangur gangandi vegfarenda) er banvænasta villan; innköllun og brún mál hafa forgang.
- Öryggisákvarðanir eru verkfræðileg ábyrgð; Nákvæmni líkans er ekki eina viðmiðið.
Umsóknarverkefni
Veldu ADAS-aðgerð (t.d. akreinaraðstoð). (1) Skrifaðu í töflu hvaða skynjarar styðja þessa aðgerð og hversu vel. (2) Búðu til 5 jaðartilvik með sniðmáti 1 og tilgreindu væntanlega örugga hegðun fyrir hverja. (3) Berðu saman niðurstöður falskar jákvæðar og falskar neikvæðar fyrir þessa aðgerð. (4) Skráðu hvaða óháðar prófanir eru nauðsynlegar áður en þú heldur því fram að líkanið sé „öruggt“.
gátlisti
- [ ] Ég mat styrkleika/veikleika skynjaranna eftir virkni.
- [ ] Ég hef einnig talið upp lokatilvik (long tail) atburðarás.
- [ ] Ég bar saman rangar jákvæðar/neikvæðar niðurstöður til öryggis.
- [ ] Ég tók tillit til öryggis mikilvægs endurkalls.
- [ ] Ég skýrði SAE stigið og hver ber ábyrgð.
- [ ] Ég útbjó óháða prófunaráætlun áður en ég sagði „öruggt“.