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《自动驾驶安全第一》安全白皮书背后，蕴藏着哪些百度Apollo安全密码？
文| 韩梅梅
Uber无人车撞人致死如昨日之事；Waymo，特斯拉，福特Argo AI车祸事件不时发生；自动驾驶曾一度陷入恐慌中。L3量产、L4自动驾驶出租车批量化商业运营在即。面对自动驾驶车辆上路的决定性因素——安全，汽车产业链各方正在密集发声。
历时8月，百度Apollo联合宝马、Intel等共计11家自动驾驶产业链顶尖公司共同撰写的《自动驾驶安全第一》安全白皮书于2019百度AI开发者大会面向全球正式发布。
严格意义上看，这也是全球第一份全面阐述如何在自动驾驶领域贯彻现行汽车行业安全标准的技术文档，并将成为推动自动驾驶行业安全标准成型的关键一步。
《自动驾驶安全第一》为何被推上“行业第一”？
先来看看这份安全白皮书背后的“持笔者”。
《自动驾驶安全第一》（简称SaFAD）框架协议由来自汽车及自动驾驶技术领域的11位行业领导者（安波福、奥迪、百度、宝马、德国大陆集团、戴姆勒、菲亚特克莱斯勒、HERE、英飞凌、英特尔和大众）的46位安全专家共同撰写，耗时8月，全书共计146页，全面总结了当前行业L3-L4自动驾驶安全开发方法论。
背靠汽车制造商、供应商以及科技公司三大行业的资源。《自动驾驶安全第一》也成为全球第一份全产业链参与的自动驾驶安全文件。
对于这份安全白皮书背后的意义，宝马副总裁 Dr. Martin SAUTTER 表示，我们现在要解决的问题就是安全，不是98%的安全，99%的安全，而是100%的安全。
11家参与公司也联手声称这份 146 页报告可以证明自动驾驶车辆「比人类驾驶员更安全」。
具体来看《自动驾驶安全第一》安全白皮书的内容，公众即可理解其说下此番言论的“底气”。
围绕自动驾驶涉及到的安全问题，《自动驾驶安全第一》安全白皮书从L3、L4自动驾驶等两大角度着重进行介绍。从设计安全、验证安全、功能安全、预期功能安全、信息安全、测试与验证各个角度分析和阐述自动驾驶汽车如何实现安全。
具体针对自动驾驶系统安全基础能力、实现基础能力的关键元素（包括感知、规划、执行、XMI、基础设施）、高精地图方法论、自定位方法论、系统整体架构、测试与验证、自动驾驶系统中深度学习的安全应用等方面进行了标定。
可以说是，安全白皮书从自动驾驶车辆第一步的制作，到测试，再到上路操作、运营各个环节中会出现的安全问题都进了评估分析并提出应对措施。这也正是《自动驾驶安全第一》的重点所在，首次为自动驾驶车辆的开发和运营企业提供了一个清晰的可追溯性系统，并具体到摄像头、转向系统、高精地图等各个部件。
“自动驾驶安全为先”，白皮书倡导12条自动驾驶指导规则，定义了何为安全驾驶，以及为评估某自动驾驶车辆是否安全其应具备哪些能力。
举例来看，在实现自动驾驶基础能力的关键元素中，安全白皮书对感知、规划、执行、XMI、基础设施五大层面进行了分析：
- 感知层面覆盖环境感知传感器，先验感知传感器 (高精地图、GNSS)，V2X，传感器融合，场景解读与预测，自定位，交通规则；
- 规划包括ADS模式管理和行为规划；
- 执行覆盖运动控制和车身控制；
- XMI涉及驾驶员状态监控和人机交互；
- 基础设施部分是此份白皮书的特殊之处，《自动驾驶安全第一》在业内首次针对自动驾驶汽车能够安全运行的道路进行标定，涉及到诸多与道路基础设施安全相关的内容。
很重要的一点是，白皮书对汽车制造厂商和关键技术供应商的当前成果进行分析，从零部件设备供应商及百度Apollo平台搭建者的角度对自动驾驶安全进行了解读，系统化地将安全标准分解为设计安全的能力、要素和基础架构，并总结确认/验证方法，从统计角度阐述积极风险平衡这一概念。要知道，这些参与车企属于国际头部企业，在自动驾驶层面有多年经验，而技术供应商也属于业内资深玩家。
当前无论是L3/L4自动驾驶车辆都处于人机共驾阶段，当测试驾驶人发现车辆处于不适合自动驾驶的状态或系统提示需要人工操作时应及时接管车辆。在这个过程中，自动驾驶系统需保证驾驶员有足够的时间重新接管车辆；或在除车辆本身的传感器之外，如何依赖于其他通讯设备提供的数据辅助判断与决策等。
白皮书提出建议，如果与安全相关的功能或系统组件因任何原因变得不安全，ADS能够补偿并将车辆转移到安全状态，同时确保司机有足够的时间接手。白皮书还规定了接手和脱离接手机制，这些机制要求明确的驾驶员交互、防范安全威胁，并识别驾驶员的状态，以便让他们了解自己的职责和驾驶模式转换。
白皮书也描述了一些策略，旨在在司机不遵守接管请求的情况下将风险降到最低，以及旨在确保满足某些安全目标的核实和验证测试。例如，自动驾驶汽车以一种符合隐私的方式记录与状态相关的数据，而且它们的行为方式可以预见，既尊重道路规则，又便于附近司机理解。
此份白皮书中，百度联同HERE、宝马等伙伴主导了高精地图、自定位等部分内容的撰写。其将高精地图定义为保证车辆安全可靠的另一大“传感器”。相当长的一段时间内，市面上的传感器仍不能满足自动驾驶系统高可靠性、可用性和安全性要求。高精地图可作为另一层可靠的车外“传感器”，基于其先验道路信息，检测到车载传感器无法轻易识别的道路状况；或在传感器失效时，为车载传感器提供冗余。
具体到高精地图安全方法论，白皮书大篇幅介绍了可靠的高精地图属性以及如何识别地图要素(RMA)集：在基于位置的ODD检测中会使用到多种地图属性，例如车道标记、交通标志、灯杆、护栏或人工标记等，然而由于道路拥堵、标记磨损或频繁变化等原因，一些地图属性并能全部实时地被检测到。因此在安全相关的用例中，正确检测定义可靠的RMA则尤为重要。相应地，报告也明确标定了RMA所具备特征，及RMA的失效模式分类与相应的风险管理措施，
为尽量避免RMA失败，以确保自动驾驶系统达到可接受的风险等级，白皮书也对行业其他参与者提出需求：将道路管理机构的道路变化计划纳入地图更新过程；同时，作为必不可少的公共信息，道路建设和维护计划应该完全透明，并且支持所有地图提供者轻松访问。
白皮书也提到，防止地图内容恶意更改。因高精地图属于车外“传感器”，参与者需从创建到存储和分发多层面考虑到网络安全。
高精地图作为L3/L4及更高级自动驾驶车辆的必选项，保证其安全上车是重要前提。L3/L4即来，《自动驾驶安全第一》安全白皮书也将为地图供应商和自动驾驶企业提供参考。
众所周知，自动驾驶应用了深度学习和人工智能为一体的技术，这也是自动驾驶关键所在。而深度学习的黑盒特性为汽车安全带来全新挑战。白皮书最后也重点介绍了自动驾驶系统中深度学习的安全应用，从数据和架构两个方向进行安全分解，提出在功能定义、解构、开发和部署的全环节进行有效风险管理。
面向自动驾驶安全，业内不停有参与者牵手建立联盟站身。早在2016年4月，福特、Lyft、优步、沃尔沃和Waymo曾推出了自己的联盟–让街道更安全的自动驾驶联盟（Self Driving Coalition for Safer Streets），推动美国联邦政府帮助加速自动驾驶汽车上路。通用、福特和丰田也在今年4月表示联手与汽车相关联的规格标准化团体、美国汽车工程师协会（SAE International）建立“自动驾驶汽车安全联合会”，合力对自动驾驶汽车从实验、基础开发到实际应用的各个方面的安全基准进行制定，但目前项目仍处于进行中。
一场围绕自动驾驶技术安全标准的“暗战”悄然打响。公众都了然于心，谁掌握了标准，谁就能掌握主动权。虽然百度2018年曾发布《Apollo Pilot安全报告》；Waymo、通用、福特等先后发布的类似安全报告；但均属于各公司在安全方面的努力。《自动驾驶安全白皮书》则是由多方联合，面向行业、监管机构，第一次从技术的角度全面、系统地阐释了自动驾驶安全解决方案。
百度Apollo和10家企业联合推出的《自动驾驶安全第一》安全白皮书先人一步，覆盖安全设计、测试、运营自动驾驶车辆各个层面，这将有助于汽车出行领域的所有公司，包括传统汽车制造厂商、初创科技公司和关键技术供应商，深入理解自动驾驶安全。
新智驾了解到，该项目组计划在ISO组织中发布白皮书第二版，最终推动成为国际标准，形成自动驾驶领域的ISO26262和ISO21448。
百度为唯一参与中国企业，Apollo的关键基础是安全
单看这份全球性的《自动驾驶安全第一》制定项目，聚合全球头部车企、一级供应商、软件公司，足以可见其高度。而百度也是唯一参与的中国企业。
谈到百度如何加入该项目，这还要追溯到百度与宝马在安全领域的密切交流。自2018年百度AI开发者大会上发布《Apollo Pilot安全报告》以来，百度就多次与宝马在安全领域展开对话；同年11月，宝马加入阿波罗理事会，就安全领域与百度展开对话，在进行了两轮技术交流后，邀请百度加入撰写此安全白皮书的项目团队；同期，百度正式成为工作组创始成员。
今年3月，宝马自动驾驶SVP（高级副总裁）来访，进行安全领域合作进展汇报；第四次全体Workshop也在百度成功举行。历时8个月，约4万字的《自动驾驶安全第一》正式完成，并在2019百度AI开发者大会正式发布。当天，宝马副总裁 Dr. Martin SAUTTER也来到现场，为《自动驾驶安全第一》安全白皮书发布站台。
百度参与进该项目得益于其基于Apollo的技术优势对自动驾驶的安全认知，及积累的全产业链生态伙伴。新智驾了解到，百度联合一汽红旗共同打造中国首款 L4 级自动驾驶量产乘用车——红旗“E·界”即将迎来小批量下线示范运行；Apollo与北汽、江淮分别合作研发的L3级自动驾驶汽车也将于2019年量产；与奇瑞汽车，比亚迪汽车分别合作研发的L3级自动驾驶汽车，将于2020年和2021年实现量产；百度还与沃尔沃深度合作，定制符合中国用户需求的L4级自动驾驶乘用车。
在与诸多合作伙伴的交流中，百度了解到车企及行业痛点。百度Apollo汽车信息安全实验室主任云朋曾提到：“通过我们这几年的走访交流发现，车厂不是不想做信息安全，而是不知道如何着手，我们看到的多是打点，哪儿有问题补哪儿。但汽车制造属于系统性工程，没有体系化验证的方案，我们无法保证一个可以量化汽车是否安全。现在行业内缺少一些评价方法、指导建议、测量标准。”
从2018年的《Apollo Pilot安全报告》，到2019年6月 CES-A 参与制定的《智能网联汽车信息安全评价测试技术规范》，再到7月百度AI开发者大会联合世界车企发布的《白皮书》，百度Apollo的“野望”一直建立在安全标准基础上。
就在过去一年间，百度也同世界顶级安全公司EB(Elektrobit)一起对自动驾驶安全性进行了论证，产生了一份高精地图安全报告。
百度智能汽车事业部总经理顾维灏表示，高精地图无疑是自动驾驶汽车新的“传感器”，当我们在谈论超声波、毫米波雷达时，大多都围绕其处于何种功能安全等级（ISO B级或ISO A级），而很少谈论属于何种安全等级，面对量产情况，以质量管理定义（QM）状态对待高精地图远远不够。据新智驾了解，在此份高精地图安全报告中，百度对高精地图的安全等级进行了定义。
L3自动驾驶量产即来，主机厂对L3自动驾驶必选项高精地图有迫切需求，而此份高精地图安全报告和《自动驾驶安全第一》安全白皮书将加速百度高精地图上车。据新智驾了解，作为当局者、高精地图供应商，百度的40辆高精地图采集车已完成全国30万公里高速和城市快速路、部分封闭园区、部分地下停车场的数据覆盖，具有厘米级精度及车道级别的属性信息。广汽与百度已在今年宣布合作高精地图量产项目；北汽、现代、长城、比亚迪、奇瑞、大迈、汉腾等数家车企也同百度签署高精地图的商业化定点。
如果说前几年是技术储备阶段，2019年各参与者都在为量产发力。解决好“安全”这一基本题后，百度L3量产、L4自动驾驶出租车批量化商业运营正在加速到来。
来源：新智驾
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