一份报告揭示谷歌自动驾驶车Waymo都用了哪些技术？

 　　

　　谷歌是自动驾驶汽车的明星，一举一动都引人关注，谷歌在自动驾驶汽车上走得比较超前，没办法，大家的眼光总是盯着先进者。

　　谷歌旗下自动驾驶汽车Waymo一直披着神秘外衣，这款自动驾驶汽车用了哪些技术？近日，Waymo向美国交通部提交了一份43页的安全报告，详细说明了Waymo自动驾驶车辆所投入的先进技术及操作规程，让大家对Waymo有了更全面的了解。

　　自动驾驶汽车需要关注两个方面：确保安全和自动驾驶。

　　我们谈论自动驾驶能够带来多么方便的未来生活，这一切都是建立在安全基础上。谷歌的Waymo首先考虑了安全问题。　　　

　　Waymo的技术路线依赖高精3D地图，这些资料输入后，自动驾驶汽车知道自己在哪个地方，非常了解道路硬件是什么状况。道路上的移动目标，比如，行人，车辆、信号灯转换等，不可能事先知道，Waymo通过车载传感器扫描周围环境。Waymo的扫描半径为300米，相当于三个足球场大小，可全方位覆盖。

　　Waymo利用扫描获得的信息进行判别，进而规划出自己的行驶方案，包括：驾驶轨迹、车速、拥堵情况及确保道路安全所需的转向操控等。Waymo的安全系统已经过了长达350万英里实地路测和上千万英里的自动驾驶模拟测试。

　　Waymo不仅关注外部环境的安全，对于自己内部的安全性也非常重视。车辆的系统部件、子系统或其他方面的任何变化或故障对自动驾驶带来安全影响，Waymo的安全系统都有监测。当车辆遇到故障时，冗余临界安全系统（redundant critical safety system）将发挥作用，让车辆采用安全的方式停车。

　　车辆冗余

　　车辆冗余在Waymo的安全体系中发挥关键性作用，包括：备用运算系统、备用制动系统、备用转向系统等。

　　备用运算系统。车载备用运算系统始终在后台运行着，当检测到主计算系统发生故障时，该系统将负责接管车辆的控制操作，以便实现安全停靠。

　　备用制动系统。如果主制动系统出现故障，Waymo提供的整套备用制动系统将立即生效。当故障发生时，主制动系统、备用制动系统均可实现车辆的安全停靠。

　　备用转向系统。拥有一套冗余驱动电机系统，并配置了独立的控制器及电源。若转向系统或备用转向系统中，另一系统均能够执行车辆的转向操作。

　　备用电源系统。可为各个关键驱动系统提供两个独立的电源，后者可确保Waymo车辆的关键驱动组件在发生单电源故障或电路中断时仍然可用。

　　备用碰撞检测及碰撞规避系统。含碰撞检测及碰撞规避系统在内的多个备用系统可持续扫描车辆前后的物体，包括：行人、骑行者及其它车辆。若主系统未探查到行驶路径中的目标物（极少数情况），这类备用系统可控制车辆，逐步减速直至安全停靠。

　　冗余惯性测量系统对进行车辆定位。冗余惯性测量系统（redundant inertial measurement system）可帮助车辆准确地追踪其道路行驶轨迹。主惯性测量系统、冗余惯性测量系统可交互核对，若探查到其中某个系统存在故障，则由另一个系统执行车辆定位。

 　

　　安全体系 

　　从功能上划分，Waymo的安全分为五个部分：行为安全性、功能安全性、碰撞安全性、操作安全性和非碰撞安全性，五个方面整合在一起构成了Waymo的安全体系。五个安全通过一套硬件系统配合软件完成。

　　LiDAR（光检测和测距）可全天候工作，每秒可发射数百万个360°全景激光脉冲，测量反射到表面并返回车辆所需的时间。Waymo视觉系统包括用于观察世界的摄像头，同时具有360°全景视野。雷达利用波长来感知物体及其运动，这类波长穿透雨滴等目标物，从而使得雷达在雨、雾、雪等天气中都发挥效果。Waymo还提供了部分辅助传感器，包括：音频检测系统，该系统可以听到数百英尺远的警车和急救车辆所发出的警报声。

　　所有这些硬件不仅为命案提供保障，在自动驾驶中更能发挥作用。　  

　　自动驾驶软件 

　　自动驾驶软件是Waymo的“大脑”，所有信息汇聚在这里进行处理，感知周围及内部环境，行为预测和规划。

　　对于自动驾驶汽车来说，软件规划更重要，Waymo的规划软件优先考虑了几个方面，比如，如果自动驾驶软件认为前面的车道因施工而关闭，并预测到车道上的自行车会移动，那么规划软件可以做出决定，以便提前给骑自行车者减速或腾出空间。依据道路经验，Waymo还完善了驾驶体验，以确保车辆中的乘客在路上是平稳而舒适的。对于其他道路使用者来说，也是自然和可预测的。

　　运行设计域（operational design domain，简称ODD）在自动驾驶中扮演着重要角色。Waymo的运行设计域包括：地理位置、道路类型、速度范围、天气、时间、国家及当地交通法律法规。目前，由于各地的法规不同，ODD还不完善，随着技术不断进步，Waymo将带给人们更多惊喜。

　　Waymo的自动驾驶软件已经过了多项测试，包括模拟测试、封闭赛道测试等。在模拟测试中，Waymo会对任意改动及更新进行严格地测试，然后再将其配置到车辆中。Waymo的自动驾驶汽车已开展现实世界驾驶测试，随着驾驶里程数的增长，Waymo会进一步完善驾驶体验并更新车载软件。这类反馈回路（feedback loop）是持续性的，增强了团队的信心，坚信Waymo的软件能在运行设计域内采取积极应对及响应，使车辆能达到SAE的4级自动驾驶水平。

　　编辑：王琨