来源：车东西 文 | James
今年 4 月，特斯拉向美国用户正式推送了识别交通信号灯和停车标志并做出反应的功能，让选配有特斯拉完全自动驾驶能力 FSD（Full Self-Driving）的车型能够具备红灯停、绿灯行的能力（自己等红灯并做出反应）。
两个月之后，这项功能正式登陆中国，特斯拉可以识别前方存在的交通信号灯，并准确显示在车机屏幕上。虽然特斯拉在中国的道路上还不能根据信号灯颜色自动启停，但实际路测发现，这项功能已经比较完善。无论是多个红绿灯、左转右转带有箭头标识的红绿灯，亦或是复杂的红绿灯排布，特斯拉都能够准确识别。
▲在美国已可以实现自动启停
这项 L2 级自动驾驶的功能升级，让特斯拉叩响了城市道路自动驾驶的大门。在不久的将来，我们或许真的能体验到城市道路的自动驾驶。
或许正是这一功能升级，马斯克最近信心满满，在世界人工智能大会开幕式上放出狂言，今年搞定 L5 级自动驾驶基本功能；还在特斯拉二季度财报电话会上放话，特斯拉 Autopilot 将从 2.5D 升级到 4D。
车东西的小伙伴早就等不及了，在中国区推送这一功能后，立马在晴天下午、晴天傍晚以及雨天下午三个时段开上我们的特斯拉 Model 3 驶上北京街头。特斯拉对红绿灯的识别效果究竟如何？在中国有没有水土不服？能不能识别北京道路复杂的红绿灯呢？
一、特斯拉红绿灯识别功能实测 位置数量形状都能识别
在软件更新完成后，刚一上车，我们就遇到了问题：此次更新中最重要的一项功能——红绿灯识别功能无法使用，这是怎么回事呢？在经过一番摸索之后，我们发现，必须手动在车机系统中启用这项功能，确认安全之后才能使用。
具体方法是，先将车辆挂入 P 档，然后在车机上点击控制—— Autopilot ——打开识别交通信号灯和停车标志并做出反应（Beta）就能使用这项功能了。
▲特斯拉红绿灯识别功能需要手动开启
再次发动车辆，不需要额外开启 Autopilot 功能，特斯拉就能识别道路上的红绿灯了。除了能显示颜色，还能准确识别红绿灯的数量，相对位置，甚至左、右转向箭头。在捕捉到前方的红绿灯之后，特斯拉会实时建立 3D 场景，将信号灯的画面显示在车机屏幕上，可以大致反映出信号灯的位置。
之所以说识别 " 大多数 "，是因为当前方大型车辆或路边行道树挡住视线时，信号灯一定无法被识别；如果信号灯偏角太大，信号灯有一定的概率无法被识别。除此之外，其他交通信号灯基本都能被识别，且识别非常精准。
除了识别红绿灯之外，现在特斯拉也支持识别路面的车道标识，包括左转右转标识、减速标识以及停止线的位置。此外，路旁的雪糕筒、垃圾桶也能准确识别。
▲特斯拉新增多种物体识别能力
与美国版本的软件略有不同，目前特斯拉在中国道路上还不能根据红绿灯的颜色实现启停，在未来的软件更新中，特斯拉将逐步更新这一功能。
显然，实现对红绿灯的识别并作出正确的反应，让特斯拉向城市自动驾驶迈进了一步，甚至可以说叩响了城市自动驾驶的大门。那么，特斯拉的这项功能到底如何实现的呢？
根据特斯拉官方公布的消息，红绿灯识别功能是通过车辆前向的三枚摄像头实现的，分别是长焦摄像头、广角摄像头和超广角摄像头，可以对不同距离的物体做出判断。
▲特斯拉的三枚前向摄像头
如果路面平坦，没有遮挡，理论上长焦摄像头可以发现 250 米以外的红绿灯。随着车辆与红绿灯的距离越来越近，主摄像头也能看到红绿灯。即便车辆行驶到离红绿灯很近的位置，超广角的镜头还是能实时追踪红绿灯的位置和颜色。这三枚摄像头相互配合，就能实时收集外界的图像信息。
▲三枚前向摄像头拥有不同的视角
了解完原理后，各位坐稳了，我们出发！
二、红绿灯千奇百怪 挑战首都道路不在话下
实际驾驶过程中，我们发现，无论多么复杂的红绿灯，特斯拉的识别效果都非常出色。在大部分情况下，人眼正视车辆前进方向，视线覆盖范围内的所有交通信号灯都能识别到，并显示在车机屏幕上。
▲特斯拉在雨天也能正确识别红绿灯
北京十字路口最常见的信号灯共有两组，分别控制车辆直行和左转。特斯拉能够从容应对这种最普通的信号灯。只要没有遮挡，就能准确识别。
此外，由于广角摄像头的覆盖范围较广，临近路口时车辆也会识别到路口两侧人行横道和非机动车的信号灯。
▲偏离角度较大的人行道、非机动车道信号灯也能识别
通常情况下，行人和非机动车信号灯由 5 盏灯组成，行人分别是红灯和绿灯两种信号灯，非机动车是红、绿、黄三种信号灯。这样的信号灯就稍有不同，其一是没有黄色灯光控制行人，其二这两组红绿灯的 5 盏灯几乎连接在一起。
特斯拉在识别过程中，并没有将这两组信号灯直接显示成两组 6 盏灯，而是非常 " 写实 " 地显示 5 盏灯。
从测试中可以发现，特斯拉识别红绿灯的效率非常高，基本上人眼所见，车机屏幕上就能复现。
在复杂的城市道路中，不规则的交通信号灯实际上也不少。对于千奇百怪的红绿灯，特斯拉识别的情况也非常不错。
第一个场景是多车道的交通信号灯。这类信号灯通常出现在隧道、收费站以及较宽阔的城市快速路上，用来精确控制每一个车道是否能够通行。
在西直门桥路段，由于道路路面较宽，驾驶过程中，我们曾遇到单方向 5 个信号灯的场景，特斯拉能同时识别并显示在屏幕上。
▲特斯拉可以轻松识别 5 个车道信号灯
信号灯数量多其实并不稀奇，还有更多排列不规则的红绿灯等待着特斯拉。如果遇到不规则的红绿灯，特斯拉还能从容应对吗？
▲北京街头不规则的红绿灯
在此次体验过程中，我们遇到了几种不规则的红绿灯。第一种是不规则的十字路口，两条公路并非垂直交叉，此时在驾驶员的视线范围内能够直接看到其他车道的交通信号灯。
特斯拉在应对这类信号灯时，也能准确识别。只不过，正前方和人行道都是红灯，人行道上方突然出现了绿灯，让特斯拉 " 自我怀疑 "，识别到对向车道的绿灯时，不断闪烁，显得很 " 没有自信 "。
▲双清路一路段出现斜向路口（上图），路口地图（下图）
实际上，特斯拉想要在这样的红绿灯布局下实现红灯停、绿灯行的自动驾驶可能也会出现判断失误的情况。
还有一种信号灯是箭头形状而非圆形，特斯拉在识别到这类信号灯时，能正确显示箭头方向。
▲在距离信号灯较近时可显示信号灯所指方向
在实际驾驶过程中，车东西发现，特斯拉在距离红绿灯较远的情况下，只能显示正确的颜色和圆形信号，并不能显示这一信号灯控制的方向。当车辆渐渐驶近信号灯，信号灯的方向就会被准确识别并显示在车机屏幕上。
同时，特斯拉在预估两盏信号灯之间的横向距离也比较准确，能大致反映出信号灯之间的距离关系，这样一来，很容易就能判断究竟是哪盏灯控制当前车道。
▲识别中可以准确反映红绿灯的相对位置
不过，车东西也发现了一个小问题，人行横道的行人标志、非机动车道的非机动车标志、调头标志都不具体识别，统一显示为圆形，车机屏幕上一直都是圆形信号灯。
此外，特斯拉还能识别没有启用的信号灯。在信号灯完全熄灭的状态下，车机上也能准确标记信号灯的位置，但不显示信号灯颜色。另外，如果出现读秒的信号灯，特斯拉也不能识别，只能识别当前信号灯颜色，并不能显示倒计时。
三、逆光识别反应稍慢 雨天表现良好
在上面的测试中，我们发现，特斯拉对红绿灯的识别率并非 100%，在某些情况下还是会有偏差。而逆光、阴雨天气，对特斯拉的视觉传感器有更明显的干扰。
首先来说说逆光条件。在逆光天气条件下，车辆的视觉传感器被强光照射，因此视觉传感器认为光线太强，将感光度降低。但是感光度降低的同时，相较于太阳光亮度较低的红绿灯亮度会更低，甚至在传感器拍摄的画面中变成一片漆黑。
在我们平常摄影摄像过程中，如果逆光拍摄，往往会出现天空过曝，还可能把景物或人物拍得很黑。相机厂商为在逆光环境下 " 照亮你的美 "，用算法和多张合成技术就能实现高动态范围的拍摄效果，让亮部、暗部细节尽可能展现。
实际上，车内摄像头也是如此。如果逆光拍摄，也会出现暗部细节缺失、亮部过曝的状况。此时，不要说识别红绿灯了，就算是识别道路上的其他物体也存在困难。
虽然不知道特斯拉的算法具体是如何实现的，但通过对摄像头的优化，在逆光条件下的识别效率还是非常不错的，正对车辆的红绿灯可以识别，偏角较大识别效率较低，识别速度也稍慢。
▲逆光条件下识别可能不准
说实话，在行驶到这个路口时，车上几位同事包括驾驶员都傻了，这么多灯，到底该看哪一个？还好全是红，刹停肯定没错。即便在这样复杂的条件下，特斯拉还是能够准确识别。
第二是雨天条件。在雨天条件下，城市道路光线较暗，雨水可能遮挡传感器，两个因素都有可能导致识别效率下降。
如果摄像头表面覆盖有水滴，会直接影响成像质量，从而影响车辆自动驾驶的能力。在雨天，特斯拉可以利用雨刮器实现对视觉传感器的清洁，从而让车辆能准确采集图像信息。
▲雨天测试特斯拉的红绿灯识别效果
在实际测试过程中，特斯拉在雨天的表现非常好，和晴天的表现基本一致。测试当天，北京的降雨强度可以达到中雨级别，如果雨水再加强，不知道会不会影响车辆的识别效果。
还有就是信号灯被其他物体遮挡的情况。当前方行驶一辆大型车辆时，摄像头的视线完全被遮挡，无论是人还是车都看不到前方信号灯的情况。
但摄像头的视角稍高，如果前方行驶着一辆高大的 SUV 车型，摄像头是有一定几率看到前方信号灯的。
在实际路测过程中我们确实发现了摄像头视角较高的优势，在前方有大型 SUV 此时，摄像头探测到前方人眼看不到的红绿灯，而副驾即便在车内微微站立，也无法看到前方的红绿灯。
▲晚间测试特斯拉红绿灯识别能力
最后，我们在晚间将特斯拉开上了街头。在夜间行驶时，由于路灯、霓虹灯、前车和对向车道的车灯让灯光情况更加复杂，即便如此，特斯拉的红绿灯识别依然准确，和白天表现基本一致。
结语：特斯拉正向城市自动驾驶迈进
总体来说，特斯拉识别红绿灯功能的表现相当惊艳，不过距离城市道路的自动驾驶还有相当远的距离。这是因为，城市道路的路况远比高速路更加复杂，城市道路上其他元素都存在许多不确定性。
特斯拉能够识别红绿灯、行人、骑行者、其他车辆，甚至路旁垃圾桶，可以证明特斯拉的实力，但要真正到达城市自动驾驶的水平，还有很多路要走。
特斯拉识别红绿灯的功能正式向国内用户开放，标志着特斯拉在中国的自动驾驶进程又有一步迈进。此外，识别车道标线、垃圾桶等物体也让特斯拉的距离城市自动驾驶的目标越来越近。
马斯克认为，特斯拉能够利用视觉传感器逐步实现 L4 级自动驾驶，这一天正在向你我走近。
