谷歌發(fā)布了一份無人車重磅報告： 《通往完全自動駕駛之路》 。這份42頁的報告從技術(shù)層面詳細(xì)展示了谷歌Waymo無人車的軟件、硬件、測試流程，還講了無人車行駛的限制條件，“失敗”時如何安全停車，甚至車禍后如何處理、記錄哪些數(shù)據(jù)，以及車輛上采取的網(wǎng)絡(luò)安全措施等等。

　　按照提綱來說，共有如下幾部分內(nèi)容：

　　谷歌無人車的安全設(shè)計理念

　　Waymo無人車是如何工作的

　　測試和驗證是如何進(jìn)行的

　　無人車相關(guān)交互細(xì)節(jié)

　　這份報告是谷歌對Waymo無人車自動駕駛技術(shù)方案的一次詳盡解讀。量子位摘錄其中的要點如下。

　　1、無人車要解決的四大問題

　　根據(jù)Waymo在報告中的介紹，一輛無人車站在馬路上，和人類司機一樣，通常需要回答4個問題：

　　我在哪?

　　我周圍有什么?

　　接下來要發(fā)生什么?

　　我該怎么辦?

　　為了解決“ 我在哪 ”這個問題：

　　Waymo的無人車依靠的不是GPS，而是是團(tuán)隊自己建立的詳細(xì)三維地圖，上面突出顯示了路況、“倒鴨子”、人行道、車道標(biāo)記、人行橫道、交通信號燈、停車標(biāo)志和其他道路特征信息，也就是我們常說的高精地圖。通過將傳感器實時數(shù)據(jù)和預(yù)先建立的高精地圖相比對，車輛就能確定自己在哪了。

　　解決“ 我周圍有什么 ”：

　　是靠傳感器和軟件的配合，來識別車輛、行人、自行車、施工現(xiàn)場、障礙物，以及辨別交通燈的顏色、臨時停車標(biāo)志等等。

　　“ 接下來要發(fā)生什么 ”則是對車輛周圍每一個動態(tài)對象未來運動的預(yù)測：

　　Waymo的軟件能根據(jù)對象當(dāng)前的速度和軌跡預(yù)測未來的運動，也知道車輛和行人、自行車的區(qū)別。而最后一個問題：“ 我該怎么辦 ”，指的是無人車的決策。Waymo的軟件會根據(jù)前三個問題提供的信息，來選擇正確的軌跡、速度、車道和轉(zhuǎn)向操作。

　　Waymo無人車解決這四個“車生終極問題”的目標(biāo)，是在特定地理區(qū)域內(nèi)、特定條件下，完全不需要人類介入來完成整個動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，也就是國際汽車工程師協(xié)會(SAE International)所定義的L4自動駕駛。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，依靠的是車上搭載的傳感器和自動駕駛軟件。

　　傳感器

　　Waymo在報告中以菲亞特-克萊斯勒Pacifica車型為例，詳細(xì)介紹了他們在無人車上所用的自動駕駛傳感器，這些傳感器賦予了無人車360度視野，最遠(yuǎn)能“看清”300米外的物體，有三個橄欖球場那么遠(yuǎn)。

　　LiDAR(激光雷達(dá))，晝夜均可使用，它每秒可以向360度的方向發(fā)出數(shù)百萬激光脈沖，并且可以測量激光從一個表面反射回汽車所花費的時間。Waymo的系統(tǒng)包含3種自主開發(fā)的LiDAR：能夠提供四周連貫視野的短距離LiDAR、高清中距離LiDAR，以及能夠看到幾乎3個橄欖球場之外的新一代長距離LiDAR。

　　視覺(攝像頭)系統(tǒng)，這個視覺系統(tǒng)包含為了像人類一樣看到周圍世界而設(shè)計的攝像頭，但它具備360度的同步視野，而人類駕駛員只能看到120度的視野。由于高清視覺系統(tǒng)能夠探測顏色，因此可以幫助系統(tǒng)識別交通信號燈、施工區(qū)、校車和急救車的頻閃燈。Waymo的視覺系統(tǒng)由多組高清攝像頭組成，目的是在白天和低光照條件下都能看清遠(yuǎn)方的物體。

　　雷達(dá)系統(tǒng)，雷達(dá)系統(tǒng)使用多種波長來探測物體和運動。這些雷達(dá)波能夠繞過雨滴等物體，因此在雨天、雪天和霧天也能發(fā)揮效果，而且不受晝夜變化的影響。Waymo的雷達(dá)系統(tǒng)具備連續(xù)的360度視野，所以可以車輛前后和兩側(cè)的道路參與者的速度。

　　補充傳感器，Waymo汽車還有很多額外的傳感器，包括可以聽到警車和急救車警笛的音頻探測系統(tǒng)。

　　軟件

　　無人駕駛軟件是車輛的“大腦”。利用傳感器獲取信息后，還要借助這些信息針對每種情況制定最佳駕駛決策。Waymo花了8年時間，使用機器學(xué)習(xí)和其他先進(jìn)的工程技術(shù)開發(fā)和改進(jìn)了軟件，并通過數(shù)十億英里的模擬駕駛和超過350萬英里的路測對軟件進(jìn)行了訓(xùn)練。

　　這套系統(tǒng)能夠深刻理解世界的背景信息;這是L4級自動駕駛技術(shù)的關(guān)鍵差異點。Waymo的無人駕駛軟件不僅能探測到其他物體，還能理解這些物體是什么、它可能的行為方式以及會對汽車自身的道路行為產(chǎn)生何種影響。無人車正是憑借這種方式才得以在全自動模式下安全地上路行駛。這套軟件由很多不同的部分組成，主要包括三大組件：感知(perception)、行為預(yù)測(behavior prediction)和規(guī)劃器(planner)。

　　感知系統(tǒng)：感知系統(tǒng)是對路上物體進(jìn)行探測和歸類的組件，它還可以持續(xù)測算物體的速度、方向和加速度。無人駕駛軟件通過傳感器獲取詳細(xì)數(shù)據(jù)，然后將其轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實世界的全面視圖。感知系統(tǒng)幫助無人車區(qū)分行人、騎行者、摩托車手、汽車等道路參與者。它還能區(qū)分交通信號燈等靜態(tài)物體的顏色。對于這些物體而言，感知系統(tǒng)使得整套系統(tǒng)可以在語義上理解周圍的車輛——信號燈是否變綠，從而允許車輛前行，或者車道是否被前方的錐桶封閉。

　　行為預(yù)測：借助行為預(yù)測，軟件可以對道路上的每個物體進(jìn)行建模，并對其加以預(yù)測和理解。由于Waymo擁有數(shù)百萬英里的駕駛經(jīng)驗，無人車能針對不同道路參與者可能的行為方式建立準(zhǔn)確的模型。例如，軟件能明白盡管行人、騎行者和摩托車手看起來相似，但他們的行為卻大不相同。行人行進(jìn)速度遠(yuǎn)慢于騎行者和摩托車手，但他們卻能更加突然地改變方向。

　　規(guī)劃器：規(guī)劃器會考慮軟件通過感知和行為預(yù)測手機的所有信息，然后為汽車規(guī)劃一條路徑。根據(jù)經(jīng)驗，最好的司機都信奉安全第一。正因如此，Waymo植入了防御性駕駛行為。例如，保持在其他駕駛員的盲區(qū)之外，以及為騎行者和行人留出額外空間。規(guī)劃器還能提前思考幾步之后的決策。例如，如果軟件認(rèn)為前方臨近的車道因為施工被封閉，而且預(yù)計那條車道的騎行者會變道，規(guī)劃器就可以做出減速決定，提前為騎行者騰出空間。Waymo還借助路測經(jīng)驗對駕駛模式進(jìn)行改進(jìn)，使得行駛過程更加順暢，令車內(nèi)乘客更加舒適，讓其他道路用戶可以預(yù)測無人車的動向。