车东西（公众号：chedongxi）
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今年4月，特斯(si)拉向(xiang)美国(guo)用户正式推送了识(shi)别交通信号(hao)灯和(he)停(ting)车标志并做出(chu)反应的功能，让(rang)选配有(you)特斯(si)拉完全自(zi)(zi)动驾驶能力FSD（Full Self-Driving）的车型能够(gou)具备红灯停(ting)、绿灯行的能力（自(zi)(zi)己等红灯并做出(chu)反应）。
两个月之后，这项(xiang)功(gong)能(neng)(neng)正(zheng)式登(deng)陆(lu)中(zhong)国，特(te)(te)斯拉(la)可以识(shi)别前方存在的(de)交(jiao)通信号灯，并准确显(xian)示在车机屏幕上。虽然特(te)(te)斯拉(la)在中(zhong)国的(de)道路上还(hai)不能(neng)(neng)根据信号灯颜色自(zi)动启停，但实际路测(ce)发(fa)现，这项(xiang)功(gong)能(neng)(neng)已经(jing)比较完善。无论是(shi)多个红绿灯、左转右转带有箭头标识(shi)的(de)红绿灯，亦或是(shi)复杂的(de)红绿灯排布，特(te)(te)斯拉(la)都能(neng)(neng)够(gou)准确识(shi)别。
▲在美国(guo)已可以实现自(zi)动启停
这项L2级(ji)自(zi)动(dong)驾(jia)驶的(de)功(gong)能升级(ji)，让特斯拉(la)叩响了城(cheng)市道(dao)路(lu)自(zi)动(dong)驾(jia)驶的(de)大(da)门。在不久的(de)将来，我(wo)们或许真的(de)能体验到(dao)城(cheng)市道(dao)路(lu)的(de)自(zi)动(dong)驾(jia)驶。
或许正是(shi)这一功(gong)能(neng)升级(ji)(ji)，马斯(si)克(ke)最近(jin)信心(xin)满(man)满(man)，在(zai)世界人工智(zhi)能(neng)大会开幕式上(shang)放(fang)出狂(kuang)言，今年搞定L5级(ji)(ji)自动驾驶基本功(gong)能(neng)；还在(zai)特斯(si)拉二季(ji)度财报电话(hua)会上(shang)放(fang)话(hua)，特斯(si)拉Autopilot将从2.5D升级(ji)(ji)到4D。
车东西(xi)的(de)小伙伴早就等不及了，在(zai)中(zhong)国区推送这一功能后，立马在(zai)晴天下(xia)午(wu)、晴天傍晚以及雨天下(xia)午(wu)三个(ge)时段开上我们(men)的(de)特斯(si)(si)拉Model 3驶上北京(jing)(jing)街头。特斯(si)(si)拉对红绿(lv)灯的(de)识别效果究竟如何？在(zai)中(zhong)国有没有水土不服？能不能识别北京(jing)(jing)道路复杂的(de)红绿(lv)灯呢？
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一、特斯拉红绿灯识别功能实测 位置数量形状都能识别
在(zai)(zai)软件更新完成后(hou)，刚一(yi)上车，我们(men)就遇(yu)到了问题：此次更新中最重要(yao)的(de)一(yi)项功能——红绿灯识(shi)别(bie)功能无法(fa)使用(yong)(yong)，这是怎(zen)么(me)回(hui)事(shi)呢？在(zai)(zai)经过一(yi)番摸索之后(hou)，我们(men)发现，必须手动在(zai)(zai)车机(ji)系统(tong)中启(qi)用(yong)(yong)这项功能，确认安全(quan)之后(hou)才能使用(yong)(yong)。
具体(ti)方法是(shi)，先(xian)将车(che)辆挂入P档，然后(hou)在车(che)机上点击控制——Autopilot——打开识(shi)别交通信(xin)号(hao)灯(deng)和停车(che)标志并(bing)做出反应（Beta）就能(neng)使用这项(xiang)功能(neng)了。
▲特(te)斯(si)拉红绿灯识别功能需要手(shou)动开启
再次发动车辆(liang)，不(bu)需要额外开启Autopilot功能，特斯拉就能识别(bie)道路上的(de)(de)红(hong)绿(lv)灯(deng)(deng)了。除(chu)了能显示颜色，还能准确识别(bie)红(hong)绿(lv)灯(deng)(deng)的(de)(de)数量(liang)，相对位置(zhi)，甚至(zhi)左、右转向(xiang)箭(jian)头。在(zai)捕捉到前方(fang)的(de)(de)红(hong)绿(lv)灯(deng)(deng)之后，特斯拉会实时建立(li)3D场(chang)景，将信(xin)号灯(deng)(deng)的(de)(de)画(hua)面显示在(zai)车机屏幕(mu)上，可以大致反映出信(xin)号灯(deng)(deng)的(de)(de)位置(zhi)。
之(zhi)(zhi)所(suo)以说识(shi)别“大多数”，是因为当前方大型车(che)辆或路边(bian)行道(dao)树挡住视线时，信(xin)号灯一(yi)定无法(fa)被(bei)识(shi)别；如(ru)果信(xin)号灯偏角(jiao)太(tai)大，信(xin)号灯有一(yi)定的(de)概率无法(fa)被(bei)识(shi)别。除此之(zhi)(zhi)外，其(qi)他交(jiao)通信(xin)号灯基本都能被(bei)识(shi)别，且识(shi)别非常精准。
除(chu)了识(shi)(shi)别红绿(lv)灯之外(wai)(wai)，现在特斯拉也支持(chi)识(shi)(shi)别路面的车道标(biao)识(shi)(shi)，包括左转右转标(biao)识(shi)(shi)、减速标(biao)识(shi)(shi)以及停(ting)止线(xian)的位置。此外(wai)(wai)，路旁(pang)的雪糕筒、垃圾(ji)桶(tong)也能准确识(shi)(shi)别。
▲特斯(si)拉(la)新增多种物体(ti)识别能(neng)力
与(yu)美(mei)国(guo)(guo)版本的(de)软(ruan)件略有不同，目(mu)前特斯拉在(zai)中国(guo)(guo)道路上(shang)还不能根据红绿(lv)灯的(de)颜色实现启停，在(zai)未来(lai)的(de)软(ruan)件更新中，特斯拉将逐步(bu)更新这(zhei)一(yi)功(gong)能。
显然，实现对红绿灯的(de)(de)识别并作(zuo)出正(zheng)确(que)的(de)(de)反应(ying)，让特(te)斯(si)拉(la)向城市自动(dong)驾(jia)驶迈进了一步，甚至可以说叩响了城市自动(dong)驾(jia)驶的(de)(de)大门。那(nei)么(me)，特(te)斯(si)拉(la)的(de)(de)这项(xiang)功能到(dao)底如何实现的(de)(de)呢？
根据特斯(si)拉官方公布的(de)消息，红绿灯(deng)识别功(gong)能是通过车辆前向的(de)三(san)枚摄像头实现的(de)，分别是长焦摄像头、广(guang)角(jiao)摄像头和超广(guang)角(jiao)摄像头，可以对(dui)不同距(ju)离(li)的(de)物体做出(chu)判断。
▲特斯拉的三枚前向摄像头(tou)
如果(guo)路面(mian)平坦，没有遮挡，理论上长焦(jiao)摄(she)(she)像(xiang)(xiang)头可以(yi)发现(xian)250米以(yi)外的红(hong)绿灯。随着车辆与红(hong)绿灯的距离越来越近，主摄(she)(she)像(xiang)(xiang)头也能看(kan)到(dao)红(hong)绿灯。即便车辆行驶到(dao)离红(hong)绿灯很(hen)近的位置，超广角的镜(jing)头还是能实时追踪(zong)红(hong)绿灯的位置和颜色(se)。这三枚(mei)摄(she)(she)像(xiang)(xiang)头相(xiang)互配合，就能实时收(shou)集外界的图像(xiang)(xiang)信息。
▲三枚前向摄像头(tou)拥有(you)不同的(de)视角(jiao)
了解完原理后，各位(wei)坐稳(wen)了，我们出发！
二、红绿灯千奇百怪 挑战首都道路不在话下
实(shi)际(ji)驾驶(shi)过程(cheng)中，我们发现，无论多么(me)复杂(za)的红(hong)绿灯(deng)，特斯拉的识别效(xiao)果(guo)都非常出色。在(zai)大部分情况下，人眼(yan)正视车(che)辆前(qian)进方向，视线覆盖范围内(nei)的所(suo)有交通信号灯(deng)都能(neng)识别到，并显(xian)示在(zai)车(che)机屏(ping)幕上。
▲特斯(si)拉在雨天也能正(zheng)确识别红绿灯
北京十字路口最常见的信号(hao)(hao)灯共有(you)(you)两(liang)组，分别控制(zhi)车辆直行(xing)和左转。特斯拉能够(gou)从容(rong)应(ying)对这种最普通(tong)的信号(hao)(hao)灯。只要没(mei)有(you)(you)遮挡，就能准确识别。
此(ci)外，由于广角摄像头(tou)的(de)覆盖范围(wei)较广，临近路(lu)口时车辆(liang)也会(hui)识(shi)别到路(lu)口两侧人(ren)行横道(dao)和(he)非机(ji)动车的(de)信(xin)号(hao)灯。
▲偏离角度较大(da)的人行道、非机动车道信号灯也能识(shi)别
通常(chang)情况(kuang)下，行人(ren)和非(fei)机动车(che)信(xin)(xin)号灯(deng)(deng)由5盏灯(deng)(deng)组成，行人(ren)分别是红灯(deng)(deng)和绿(lv)灯(deng)(deng)两种信(xin)(xin)号灯(deng)(deng)，非(fei)机动车(che)是红、绿(lv)、黄三种信(xin)(xin)号灯(deng)(deng)。这(zhei)样的(de)信(xin)(xin)号灯(deng)(deng)就稍有(you)不同，其一(yi)(yi)是没有(you)黄色灯(deng)(deng)光控(kong)制行人(ren)，其二(er)这(zhei)两组红绿(lv)灯(deng)(deng)的(de)5盏灯(deng)(deng)几乎连接在(zai)一(yi)(yi)起。
特斯拉在识别过(guo)程中，并没有将这(zhei)两(liang)组信(xin)号灯(deng)直接(jie)显示成(cheng)两(liang)组6盏(zhan)灯(deng)，而是非常(chang)“写实”地显示5盏(zhan)灯(deng)。
从测试中可以发现，特(te)斯拉识别红绿灯的效率非常高(gao)，基本上人眼(yan)所见，车机屏幕上就能复现。
在复杂(za)的城市(shi)道(dao)路中，不(bu)规则的交通信号灯(deng)实际上也不(bu)少。对于千奇(qi)百(bai)怪的红绿灯(deng)，特斯拉识别的情(qing)况(kuang)也非常(chang)不(bu)错。
第一(yi)个场景是多(duo)车道(dao)的交通(tong)信号灯。这类信号灯通(tong)常出现在隧(sui)道(dao)、收费站以及较宽阔的城市快速路上，用来精确控(kong)制每一(yi)个车道(dao)是否能够通(tong)行。
在(zai)西(xi)直(zhi)门桥路段，由于(yu)道(dao)路路面(mian)较宽，驾驶过程中，我们(men)曾遇到单方向5个信号灯的场(chang)景，特斯(si)拉能同(tong)时识别(bie)并显示(shi)在(zai)屏幕(mu)上(shang)。
▲特(te)斯拉可以轻松识别5个车(che)道信号灯(deng)
信号(hao)灯(deng)数量多其实并不(bu)稀奇，还有(you)更多排列不(bu)规(gui)则(ze)的(de)红绿灯(deng)等待着特斯拉(la)。如果遇(yu)到不(bu)规(gui)则(ze)的(de)红绿灯(deng)，特斯拉(la)还能从(cong)容(rong)应对(dui)吗？
▲北(bei)京街头不(bu)规(gui)则的红绿灯(deng)
在(zai)此(ci)次体验过程(cheng)中，我们遇到了几种(zhong)不(bu)(bu)规则的红绿灯(deng)(deng)。第一种(zhong)是(shi)不(bu)(bu)规则的十字路口，两条公路并非(fei)垂(chui)直(zhi)交叉，此(ci)时在(zai)驾驶员的视线(xian)范围(wei)内能够(gou)直(zhi)接看到其他(ta)车道的交通(tong)信号灯(deng)(deng)。
特(te)斯拉在应对这(zhei)类(lei)信号灯(deng)(deng)(deng)时，也能(neng)准确识别。只不过，正(zheng)前方和人行道(dao)都(dou)是红灯(deng)(deng)(deng)，人行道(dao)上方突然出现(xian)了绿(lv)灯(deng)(deng)(deng)，让特(te)斯拉“自我怀疑”，识别到对向车道(dao)的绿(lv)灯(deng)(deng)(deng)时，不断(duan)闪烁(shuo)，显得很“没(mei)有自信”。
▲双清(qing)路一路段出现斜向路口（上图(tu)），路口地图(tu)（下(xia)图(tu)）
实(shi)际上，特斯拉想要在这样(yang)的(de)红绿(lv)灯(deng)(deng)布局(ju)下实(shi)现红灯(deng)(deng)停、绿(lv)灯(deng)(deng)行的(de)自动驾(jia)驶可能也(ye)会出现判断失误的(de)情况。
还有(you)一种信号灯是(shi)箭头形(xing)状而非圆形(xing)，特斯拉在识别到这类信号灯时，能正确显示箭头方向(xiang)。
▲在距离信号(hao)灯较近时可(ke)显示信号(hao)灯所指方向
在实(shi)际驾驶过程中，车东(dong)西发现，特斯拉(la)在距离红绿灯(deng)(deng)较(jiao)远的(de)情况下(xia)，只能(neng)显(xian)示正确的(de)颜色(se)和(he)圆(yuan)形信(xin)号(hao)，并不能(neng)显(xian)示这(zhei)一信(xin)号(hao)灯(deng)(deng)控(kong)制的(de)方向。当车辆渐(jian)渐(jian)驶近信(xin)号(hao)灯(deng)(deng)，信(xin)号(hao)灯(deng)(deng)的(de)方向就会被准确识别(bie)并显(xian)示在车机屏幕上。
同时，特(te)斯(si)拉在(zai)预估两(liang)盏信号灯(deng)之间(jian)的(de)(de)横向距离(li)也比较准确，能大(da)致反(fan)映出信号灯(deng)之间(jian)的(de)(de)距离(li)关(guan)系，这样(yang)一来(lai)，很(hen)容易就能判(pan)断(duan)究(jiu)竟是哪盏灯(deng)控(kong)制(zhi)当前(qian)车道。
▲识别中可以准(zhun)确(que)反映红(hong)绿(lv)灯的相对位置
不过(guo)，车(che)(che)东西(xi)也发现(xian)了一(yi)个小问题，人行横道(dao)的行人标志(zhi)(zhi)(zhi)、非机(ji)(ji)动(dong)车(che)(che)道(dao)的非机(ji)(ji)动(dong)车(che)(che)标志(zhi)(zhi)(zhi)、调头标志(zhi)(zhi)(zhi)都不具体识(shi)别(bie)，统一(yi)显示为圆形(xing)，车(che)(che)机(ji)(ji)屏(ping)幕上一(yi)直(zhi)都是圆形(xing)信号灯(deng)。
此外(wai)，特(te)斯拉(la)还能识(shi)别没(mei)有启(qi)用(yong)的(de)信(xin)(xin)号(hao)灯。在信(xin)(xin)号(hao)灯完全熄灭的(de)状(zhuang)态下，车(che)机上也能准确(que)标记信(xin)(xin)号(hao)灯的(de)位置，但(dan)不显(xian)示信(xin)(xin)号(hao)灯颜色(se)。另外(wai)，如果出现读秒的(de)信(xin)(xin)号(hao)灯，特(te)斯拉(la)也不能识(shi)别，只(zhi)能识(shi)别当前信(xin)(xin)号(hao)灯颜色(se)，并不能显(xian)示倒(dao)计时(shi)。
三、逆光识别反应稍慢 雨天表现良好
在上面的测试中(zhong)，我(wo)们发现，特斯拉(la)对红绿(lv)灯的识别率并(bing)非100%，在某(mou)些(xie)情况下还是会有(you)(you)偏差。而逆(ni)光、阴雨天气，对特斯拉(la)的视(shi)觉传感(gan)器(qi)有(you)(you)更明显的干扰。
首先来说说逆(ni)光(guang)(guang)条件。在逆(ni)光(guang)(guang)天气条件下(xia)，车辆的视觉传感(gan)(gan)器被强(qiang)光(guang)(guang)照(zhao)射，因此视觉传感(gan)(gan)器认(ren)为光(guang)(guang)线太强(qiang)，将感(gan)(gan)光(guang)(guang)度(du)(du)降(jiang)低(di)(di)。但是(shi)感(gan)(gan)光(guang)(guang)度(du)(du)降(jiang)低(di)(di)的同(tong)时，相(xiang)较于太阳光(guang)(guang)亮度(du)(du)较低(di)(di)的红绿(lv)灯(deng)亮度(du)(du)会更低(di)(di)，甚(shen)至在传感(gan)(gan)器拍摄(she)的画面中变成一片漆(qi)黑(hei)。
在我们平常(chang)摄(she)影摄(she)像过程中，如(ru)果逆(ni)光(guang)拍(pai)摄(she)，往(wang)往(wang)会出现(xian)天空(kong)过曝，还可(ke)能(neng)把景(jing)物或人物拍(pai)得(de)很黑。相机厂(chang)商为在逆(ni)光(guang)环境下“照亮你的美”，用算法(fa)和多张合成技(ji)术就能(neng)实现(xian)高(gao)动态范(fan)围的拍(pai)摄(she)效果，让(rang)亮部、暗(an)部细节尽(jin)可(ke)能(neng)展现(xian)。
实际上(shang)，车(che)内摄(she)像头也是(shi)如此。如果逆光(guang)拍(pai)摄(she)，也会出现(xian)暗部细节缺失、亮部过曝的(de)状况。此时，不(bu)要说识别红绿灯了(le)，就算是(shi)识别道(dao)路(lu)上(shang)的(de)其(qi)他物体也存在困难(nan)。
虽然(ran)不知道特斯(si)拉(la)的(de)算法具体是(shi)(shi)如何实现的(de)，但通过对摄像(xiang)头的(de)优化，在逆光(guang)条件下的(de)识别(bie)效(xiao)率(lv)还是(shi)(shi)非常不错的(de)，正对车辆的(de)红绿灯(deng)可以识别(bie)，偏(pian)角较大(da)识别(bie)效(xiao)率(lv)较低，识别(bie)速度(du)也稍慢。
▲逆光(guang)条件下识别可能不(bu)准
说(shuo)实(shi)话，在行驶到这(zhei)(zhei)个路口时，车上几位同事包括驾(jia)驶员都傻了，这(zhei)(zhei)么多灯，到底该看哪一个？还好(hao)全是红，刹停肯定(ding)没错。即便在这(zhei)(zhei)样(yang)复杂的条件下，特(te)斯拉还是能够准确识(shi)别。
第二(er)是(shi)雨(yu)天条件(jian)。在雨(yu)天条件(jian)下，城市道路光线较暗，雨(yu)水可能(neng)遮(zhe)挡传感器，两个因素都有可能(neng)导致识(shi)别效率下降(jiang)。
如(ru)果摄像头表面(mian)覆盖有水滴，会直(zhi)接(jie)影响成像质量，从(cong)(cong)而影响车辆自动(dong)驾(jia)驶的(de)能力(li)。在雨(yu)天，特(te)斯拉(la)可以利用(yong)雨(yu)刮器实现(xian)对视觉(jue)传感(gan)器的(de)清(qing)洁(jie)，从(cong)(cong)而让车辆能准(zhun)确(que)采集图像信(xin)息(xi)。
▲雨(yu)天测试特斯拉的(de)红绿灯(deng)识(shi)别(bie)效果
在实际测试过程中，特斯拉在雨天的(de)(de)表现非(fei)常好，和晴天的(de)(de)表现基本一致。测试当天，北(bei)京的(de)(de)降雨强(qiang)度可以(yi)达(da)到中雨级(ji)别，如果(guo)(guo)雨水再加强(qiang)，不知道(dao)会不会影响车辆的(de)(de)识(shi)别效(xiao)果(guo)(guo)。
还有就是信号灯被其他物体遮(zhe)挡的情况(kuang)。当前(qian)方行驶(shi)一辆(liang)大型车辆(liang)时(shi)，摄(she)像头(tou)的视(shi)线完全被遮(zhe)挡，无论是人(ren)还是车都看不到前(qian)方信号灯的情况(kuang)。
但摄(she)像头的(de)视角稍(shao)高，如果前方(fang)行驶(shi)着一辆高大的(de)SUV车型，摄(she)像头是有一定几率看(kan)到前方(fang)信号灯的(de)。
在实(shi)际路测过程中我们确实(shi)发现了摄像头视角较高的(de)优(you)势，在前(qian)(qian)(qian)方(fang)有大型SUV此时(shi)，摄像头探测到前(qian)(qian)(qian)方(fang)人眼看(kan)不到的(de)红(hong)绿(lv)灯(deng)(deng)，而副驾即便(bian)在车内微微站立，也无法看(kan)到前(qian)(qian)(qian)方(fang)的(de)红(hong)绿(lv)灯(deng)(deng)。
▲晚(wan)间测试特斯拉(la)红绿灯识别能力(li)
最后，我(wo)们在晚间将特斯(si)拉开上(shang)了街头。在夜间行驶时，由于路灯(deng)、霓虹(hong)灯(deng)、前(qian)车和对向车道的(de)车灯(deng)让(rang)灯(deng)光(guang)情(qing)况更加复杂(za)，即便如此(ci)，特斯(si)拉的(de)红绿灯(deng)识(shi)别依然(ran)准确，和白天表现基本(ben)一致(zhi)。
结语：特斯拉正向城市自动驾驶迈进
总体来说，特斯(si)拉识别红绿灯功能的(de)表现相当(dang)惊艳，不(bu)过距离(li)城(cheng)市道路的(de)自动驾驶还(hai)有相当(dang)远(yuan)的(de)距离(li)。这(zhei)是因为(wei)，城(cheng)市道路的(de)路况远(yuan)比高(gao)速(su)路更加复(fu)杂，城(cheng)市道路上其他元素都存在许多不(bu)确定性。
特(te)斯(si)拉能够识别红绿灯、行人、骑行者、其(qi)他车辆，甚至路(lu)旁垃圾桶，可以证明(ming)特(te)斯(si)拉的实力，但要真正到达(da)城市自动驾(jia)驶的水平(ping)，还有(you)很多(duo)路(lu)要走。
特(te)斯(si)拉(la)识别红(hong)绿灯的(de)(de)功能正式向国(guo)内用户开(kai)放，标志着特(te)斯(si)拉(la)在中国(guo)的(de)(de)自(zi)动驾驶进程又(you)有一步迈进。此外，识别车道(dao)标线、垃圾桶等物体(ti)也让(rang)特(te)斯(si)拉(la)的(de)(de)距离城市自(zi)动驾驶的(de)(de)目标越来(lai)越近。
马斯克认(ren)为，特(te)斯拉(la)能(neng)够利用视觉传感器逐(zhu)步实现L4级自动驾驶，这一天(tian)正在(zai)向你我走近。
