为什么自动驾驶总对月亮有“误解”

蘑菇说：沿着高速公路、迎着黄昏驾车，挡风玻璃的前方悬挂着一轮圆月，这似乎是一件挺浪漫的事情，但对自动驾驶系统来说，这可能会带来人类难以想象的奇妙“误会”。本期蘑菇说为你解读其中缘由。

一辆自动驾驶汽车正在高速上平稳行驶。远方低垂的月亮在野火烟雾的阴霾中呈现出完美的圆形和黄色。这时，这辆车的自动驾驶系统却做出了一个错误的判断：前方有黄色交通信号灯！

显然，交通灯识别在机器世界还存在一些难以琢磨的bug。

在错把月亮当黄色交通灯的场景中，可以解释的理由是，自动驾驶汽车的摄像头无法将它所“看”到的视觉效果——一个黄色球体——放回上下文中，做一道阅读理解题，以准确分辨出这是月亮还是红绿灯。

我们不得不惊叹于人类大脑的阅读理解能力。尽管某种时刻的月亮与黄色信号灯看起来确实十分相似，但人类会下意识地结合上下文线索（包括空间、时间和先验知识）来区分它们。 其中，“时间上下文”意味着我们不只在固定的时刻识别对象，而是随着时间推移来跟踪这个对象。

当你注视月亮并一直朝它驾驶几分钟后，它在天空中的位置相对于我们的视线并不会发生显著变化。

但如果我们观测的是前方路口的交通信号灯，你在注视几分钟后，应该能知道自己正在靠近它——因为灯已经明显离汽车越来越近。 “空间上下文”则意味着我们会借助周围环境特征来理解和观测对象。通过分辨这颗黄色球体的周围环境情况，我们可以有根据地猜测它是交通灯还是月亮。

例如，月亮所处的夜空与交通灯所在的黑色金属壳显然是不同的。

在空间上下文的判断方面，我们甚至还可以借助一点几何学原理。

比如简单判断一下，这颗黄色球体是否装在一个漂浮在我们面前15英尺处的盒子里。熟练掌握3D目标检测能力的激光雷达也可以做出类似判断。

今天大多数自动驾驶系统都选择依赖摄像头+雷达的传感器组合，以此正确识别各种色调的交通灯——以及它们可能随时邂逅的月亮或落日。 正如自动驾驶偶尔对月亮的“误解”所表明的那样，现实世界的复杂性带来了无穷无尽的长尾场景（corner case）。

形似黄灯的月亮、位置过高导致摄像头无法捕捉的交通灯、架设强光灯的龙门架乱入……工程师们试图绕过这些问题的方法不止设计传感器冗余。

还有一招是通过车路协同（V2X），让智慧道路直接“告诉”汽车：前方黄灯请慢行。

蘑菇车联的“车路云一体化”方案在后者的基础上更进一步。这一系统能够汇聚整座城市的道路实时状态信息，上传到云端，从而支持每一辆车的决策。

这一方案下，一辆自动驾驶汽车可能在1000米外就已经得知前方数个路口的红绿灯闪烁情况。这种情况下，我们应当能够更加安心地欣赏黄昏的浪漫。