前不久，Waymo（前Google自動(dòng)駕駛項(xiàng)目）向美國(guó)交通部提交了一份43頁(yè)的安全報(bào)告，這份報(bào)告詳細(xì)說(shuō)明了Waymo如何裝備和訓(xùn)練自動(dòng)駕駛車輛，從而避免駕駛中的一般和意外情況發(fā)生。這份報(bào)告是Waymo以第一視角，對(duì)自己自動(dòng)駕駛技術(shù)的最完整解讀。

據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，Waymo可能最快今年11月上線自動(dòng)駕駛打車服務(wù)。在自動(dòng)駕駛走向商業(yè)化之際，Waymo的這份報(bào)告不僅是對(duì)自己八年開發(fā)的總結(jié)，也彰顯了它對(duì)自己及新技術(shù)的信心?；蛟S我們將迎來(lái)一個(gè)自動(dòng)駕駛的新世界，這份報(bào)告則是一個(gè)起點(diǎn)。

以下是Waymo報(bào)告完整中文版，由雷鋒網(wǎng)(公眾號(hào)：雷鋒網(wǎng))作者張馳、李秀琴、張夢(mèng)華、李天使、高宇、Brian Chan、陳浩、張丹丹、劉聰聯(lián)合編譯。

以下為報(bào)告全文：

自動(dòng)駕駛汽車能夠改善道路安全并給上百萬(wàn)人提供新的移動(dòng)出行方式。不管是上下班通勤、接送孩子上學(xué)還是挽救生命，全自動(dòng)駕駛車輛都有著巨大的潛能——因?yàn)樗苁谷藗兊纳钭兊酶谩?/p>

安全是Waymo的核心任務(wù)，這也是我們?cè)诎四昵熬统闪?a class='link' href='http://www.22xuexi.com/tag/谷歌' target='_blank'>谷歌自動(dòng)駕駛項(xiàng)目的目標(biāo)。

每年，全世界有120萬(wàn)生命死于交通事故。在美國(guó)，這種因事故死亡的數(shù)量還在增加。 一個(gè)常見(jiàn)的現(xiàn)象是94%的交通事故都是由人為失誤造成的。我們相信，Waymo的技術(shù)每年可以拯救上千個(gè)在交通事故中失去的生命。

我們對(duì)安全的承諾反映在我們所做的每一件事情中，從谷歌的文化到如何設(shè)計(jì)和測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)。在Waymo自動(dòng)駕駛技術(shù)的安全報(bào)告里，我們?cè)敿?xì)闡述了Waymo的工作：安全。 

這個(gè)關(guān)于安全系統(tǒng)的概論強(qiáng)調(diào)了Waymo自動(dòng)駕駛汽車在350萬(wàn)英里實(shí)測(cè)所積累的數(shù)據(jù)里程，以及在上千萬(wàn)英里的模擬駕駛中所學(xué)到的重要經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

Waymo的安全報(bào)告也影響了美國(guó)交通廳發(fā)布的聯(lián)邦政策框架：《自動(dòng)駕駛系統(tǒng) 2.0： 安全駕駛的愿景》（Automated Driving Systems 2.0: A Vision for Safety ）。交通廳的框架列出了12點(diǎn)安全設(shè)計(jì)元素，并鼓勵(lì)各公司測(cè)試并且部署各自的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來(lái)解決相應(yīng)的領(lǐng)域。

在這個(gè)報(bào)告中，我們將列出與每一個(gè)安全設(shè)計(jì)元素相關(guān)的流程以及他們是如何支撐整個(gè)自動(dòng)駕駛車輛的研發(fā)、測(cè)試和部署的。

全自動(dòng)駕駛汽車只有在安全的情況下才會(huì)被大眾的所接受。這也是為什么我們一直以來(lái)都在研究安全課題?？偠灾?，我們的自動(dòng)駕駛汽車將實(shí)現(xiàn)更安全的交通和更多樣的機(jī)動(dòng)性，以此來(lái)更好的服務(wù)廣大民眾的需求。

報(bào)告內(nèi)容主要分為五部分：

一、系統(tǒng)安全程序：安全的設(shè)計(jì)

二、Waymo的自動(dòng)駕駛車輛如何運(yùn)作

三、測(cè)試及驗(yàn)證方法：確保車輛安全有效

四、與人群安全互動(dòng)

五、總結(jié)

一、Waymo的系統(tǒng)安全程序–安全設(shè)計(jì)

作為第一家在公共道路上完成自動(dòng)駕駛的公司，Waymo一切都得自己來(lái)。

在Waymo成立之初，我們建立了自己的系統(tǒng)安全計(jì)劃，這一安全理念一直根植在我們的技術(shù)測(cè)試和開發(fā)流程中。這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)全面并且穩(wěn)健的，我們稱之為：安全設(shè)計(jì)。

安全設(shè)計(jì)意味著我們從地面上考慮安全性，并將安全性納入每一個(gè)系統(tǒng)層級(jí)和每一個(gè)開發(fā)階段，從設(shè)計(jì)到測(cè)試和驗(yàn)證。這是一個(gè)多管齊下的方法，建立在包括航空航天，汽車最佳實(shí)踐和防御系統(tǒng)等多個(gè)行業(yè)中。

根據(jù)這些實(shí)踐，我們對(duì)自動(dòng)駕駛車輛的各個(gè)部件進(jìn)行了強(qiáng)有力的測(cè)試，以確保所有子系統(tǒng)作為完整的自驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成時(shí)，能夠安全地運(yùn)行。

這個(gè)方法還可以幫助我們驗(yàn)證車輛是否作為全自動(dòng)駕駛汽車安全地行駛在道路上。同時(shí)我們還可以了解系統(tǒng)部件、子系統(tǒng)或其他方面的任何變化或故障，以及在整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中所引起的變化。

這個(gè)過(guò)程激發(fā)了Waymo許多關(guān)鍵安全功能的產(chǎn)生，包括冗余的關(guān)鍵安全系統(tǒng)，使車輛在技術(shù)故障時(shí)安全停止，隨著多傳感器的使用和廣泛開展的測(cè)試程序，以使我們進(jìn)行快速的技術(shù)改進(jìn)。

Waymo的系統(tǒng)安全解決方案

我們的系統(tǒng)安全計(jì)劃涉及5個(gè)不同的安全領(lǐng)域：行為安全、功能安全、碰撞安全、操作安全和非碰撞安全。每一個(gè)領(lǐng)域都需要各種測(cè)試方法的組合，這些測(cè)試方法可以讓我們驗(yàn)證全自動(dòng)駕駛汽車的安全性。

行為安全

行為安全是指車輛在道路上的行駛決策和行為。正如人類駕駛員，自動(dòng)駕駛車輛也要遵守交通規(guī)則，必須在各種情況下安全地導(dǎo)航——無(wú)論是預(yù)料中的還是意外的。

Waymo運(yùn)用功能分析、仿真工具和道路駕駛，以充分了解在我們的業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域提出的挑戰(zhàn)，并制定安全要求和多管齊下的測(cè)試和驗(yàn)證過(guò)程。

功能安全

功能安全旨在確保我們的車輛安全運(yùn)行，即使有系統(tǒng)缺陷或故障。這意味著要建立備份系統(tǒng)和冗余機(jī)制來(lái)處理意外情況。

例如，我們所有的自動(dòng)駕駛車輛都配備了第二臺(tái)計(jì)算機(jī)——在主計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)可立刻接管車輛，使車輛安全停車（即最小風(fēng)險(xiǎn)條件）。我們的每一輛車都有備用轉(zhuǎn)向和制動(dòng)，整個(gè)系統(tǒng)還有其他許多冗功能。

碰撞安全性

碰撞安全性，即耐撞性，是指車輛通過(guò)各種措施保護(hù)車內(nèi)乘客的能力，從保護(hù)車內(nèi)人員的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到具有座椅約束和安全氣囊的功能，以減輕傷害或防止死亡。

碰撞安全性是由美國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)（FMVSS）定義的，由美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）發(fā)布。汽車廠商必須證明他們的基礎(chǔ)車模型滿足FMVSS要求。

操作安全

操作安全是指我們的車輛和乘客之間的互動(dòng)。有了操作上的安全，我們可以確保消費(fèi)者在自動(dòng)駕駛車輛中擁有安全舒適的體驗(yàn)。

我們建立安全產(chǎn)品的方法是通過(guò)危險(xiǎn)分析、現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)、廣泛測(cè)試和各種行業(yè)的最佳實(shí)踐而得知的。例如，通過(guò)我們?cè)缙诘某俗?xiàng)目（在4節(jié)中進(jìn)一步介紹），我們已經(jīng)開發(fā)和測(cè)試了一種能使乘客可以清楚地表明目的地，指揮車輛靠邊停車，并聯(lián)系Waymo的用戶界面。

非碰撞安全

我們針對(duì)可能與車輛相互作用的人群進(jìn)行物理上的安全處理。例如，電子系統(tǒng)或傳感器的危害，可能會(huì)對(duì)乘員、車輛技術(shù)人員、駕駛員、急救人員或旁觀者造成傷害。

安全流程

為了減少潛在的內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)，必須在設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)安全性，然后進(jìn)行驗(yàn)證以證明安全風(fēng)險(xiǎn)已降低到可以確定的水平。

我們的方法從識(shí)別危險(xiǎn)場(chǎng)景和潛在風(fēng)險(xiǎn)的緩解措施開始。這些措施可以采取多種形式，如軟件或硬件的要求、設(shè)計(jì)建議、程序控制或額外的分析建議。

我們使用各種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，如預(yù)先危險(xiǎn)性分析、故障樹，設(shè)計(jì)失效模式及后果分析（DFMEA）。這個(gè)連續(xù)過(guò)程與正在進(jìn)行的工程和測(cè)試活動(dòng)以及安全工程分析密切相關(guān)。

風(fēng)險(xiǎn)分析過(guò)程有助于我們識(shí)別自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、子系統(tǒng)和組件的需求。這些安全要求是從一系列子系統(tǒng)和系統(tǒng)分析技術(shù)、各種系統(tǒng)工程過(guò)程以及聯(lián)邦和州的法律法規(guī)中發(fā)展起來(lái)的。分析還支持Waymo的行為安全測(cè)試需求發(fā)展，以及系統(tǒng)如何檢測(cè)和處理故障。

Waymo在公共道路、閉合環(huán)、以及模擬駕駛環(huán)境上都進(jìn)行了廣泛的測(cè)試。我們使用從這次測(cè)試中收集到的信息，以及對(duì)國(guó)家碰撞數(shù)據(jù)和自然駕駛的研究，為潛在危險(xiǎn)提供更多的分析。

來(lái)自這些工具的組合在Waymo對(duì)系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒的理解中起著重要作用?；谶@一認(rèn)識(shí)，我們能夠全面分析和評(píng)估系統(tǒng)安全性，然后才可以在公共道路上進(jìn)行全自動(dòng)駕駛操作。

二、Waymo自動(dòng)駕駛汽車是如何工作的？

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)

與現(xiàn)在汽車采用的技術(shù)不同，如自適應(yīng)巡航控制或者車道保持系統(tǒng)，需要駕駛員不斷監(jiān)控。Waymo自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的開發(fā)則基于無(wú)人參與。Waymo的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)包含軟硬件，當(dāng)集成到汽車中，就能執(zhí)行所有的駕駛功能。

用自動(dòng)駕駛的行話來(lái)說(shuō)，Waymo的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在特定地理區(qū)域和特定條件下，可以完成整個(gè)動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，人類駕駛員不需要提供操作。

這種技術(shù)在國(guó)際汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE International）的定義上來(lái)看，屬于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的Level 4級(jí)別，即在任何系統(tǒng)故障事件中，我們的技術(shù)可以為車輛提供安全制停的能力，實(shí)現(xiàn)最小的安全風(fēng)險(xiǎn)。

與Level 1、Level 2、Level 3這些較低級(jí)別的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)不同，Level 4級(jí)別可在任何系統(tǒng)故障的情況下，給車輛安全制停的能力，而無(wú)需人類駕駛員接管。

全自動(dòng)駕駛：讓人類一直保持“乘客”身份

高級(jí)駕駛員輔助技術(shù)是Waymo團(tuán)隊(duì)探索的首批技術(shù)。2012年，我們開發(fā)并測(cè)試了Level 3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以讓車輛在單車道的高速公路上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，但過(guò)程仍然需要人類司機(jī)的接管。在內(nèi)部測(cè)試中，我們還發(fā)現(xiàn)人類過(guò)于依賴這項(xiàng)技術(shù)，而沒(méi)有仔細(xì)監(jiān)控路況。

當(dāng)駕駛員輔助技術(shù)變得更加先進(jìn)時(shí)，人類經(jīng)常被要求在幾秒鐘內(nèi)由「乘客」轉(zhuǎn)向「司機(jī)」，但在更具挑戰(zhàn)性或更復(fù)雜的情況下，這些場(chǎng)景用得很少。車輛承擔(dān)的任務(wù)越多，這一過(guò)渡階段就越來(lái)越復(fù)雜。

避免這個(gè)轉(zhuǎn)接過(guò)程帶來(lái)的問(wèn)題，也是Waymo正在開發(fā)全自動(dòng)駕駛汽車的部分原因。我們的技術(shù)將關(guān)注所有駕駛，讓人類在車內(nèi)保持「乘客」身份。

目標(biāo)和事件檢測(cè)響應(yīng)：車輛傳感器

為了滿足自動(dòng)駕駛的復(fù)雜需求，Waymo開發(fā)了一系列傳感器，讓自動(dòng)駕駛汽車無(wú)論是在白天還是夜晚，都能實(shí)行360°監(jiān)控，且視野面積可達(dá)3個(gè)足球場(chǎng)那么大。

這種多層傳感器套件可以無(wú)縫協(xié)同工作，繪制出整個(gè)視野的3D圖像，并顯示動(dòng)態(tài)和靜態(tài)物體，包括行人、自行車、來(lái)往車輛、交通指示燈、建筑物和其他道路特征。

LiDAR（激光雷達(dá)）系統(tǒng)

LiDAR（光檢測(cè)和測(cè)距）的日夜工作，可在每秒內(nèi)輸出數(shù)百萬(wàn)個(gè)360°的激光脈沖，測(cè)量反射到表面并返回車輛所需的時(shí)間。

Waymo的系統(tǒng)包括內(nèi)部開發(fā)的三種類型激光雷達(dá)：短程激光雷達(dá)可以讓車輛持續(xù)不斷地觀察和監(jiān)控；高分辨率的中程激光雷達(dá)；新一代功能強(qiáng)大的長(zhǎng)距離激光雷達(dá)，視線面積可達(dá)三個(gè)足球場(chǎng)。

視覺(jué)（照相機(jī)）系統(tǒng)

我們的視覺(jué)系統(tǒng)包括，用于觀察世界的照相機(jī)，該相機(jī)可像人類一樣觀察世界，同時(shí)具有360°視野，而人類只有120°視野。由于Waymo的高分辨率視覺(jué)系統(tǒng)能檢測(cè)到色彩，它可以幫助系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)交通指示燈、施工區(qū)、校車和應(yīng)急車輛的灰燈。Waymo的視覺(jué)系統(tǒng)由多套高分辨率相機(jī)組成，以便在長(zhǎng)距離、日光和低亮度的情況下也能很好的工作。

雷達(dá)系統(tǒng)

一般而言，雷達(dá)使用波長(zhǎng)來(lái)感知物體和運(yùn)動(dòng)。這些波長(zhǎng)能夠在諸如雨滴等物體的周圍進(jìn)行傳播，從而可以讓雷達(dá)在雨、霧、雪天氣中都發(fā)揮效果。Waymo的雷達(dá)系統(tǒng)具有連續(xù)的360°視野，可以跟蹤車輛的前后方和兩側(cè)過(guò)路車輛的行駛速度。

補(bǔ)充傳感器

Waymo還有一些額外的傳感器，包括音頻檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以聽(tīng)到數(shù)百英尺遠(yuǎn)的警車和緊急車輛發(fā)出的警報(bào)聲，以及GPS，它可以補(bǔ)充車輛對(duì)其地理位置的了解。

Waymo自動(dòng)駕駛軟件

自動(dòng)駕駛軟件就是車輛的「大腦」。它讓來(lái)自傳感器的信息變得有意義，這個(gè)「大腦」還能利用這些信息幫助車輛做出最佳駕駛決策。

Waymo已經(jīng)花了八年的時(shí)間來(lái)打造和完善這些軟件，并在其中使用了機(jī)器學(xué)習(xí)和其他先進(jìn)工程技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年的精心設(shè)計(jì)和測(cè)試，Waymo已經(jīng)收獲了數(shù)十億英里的模擬駕駛，以及超過(guò)350萬(wàn)英里的道路駕駛經(jīng)驗(yàn)。

同時(shí)，我們的系統(tǒng)還對(duì)這個(gè)世界擁有很深的語(yǔ)境理解，這也是區(qū)分Level 4自動(dòng)駕駛技術(shù)的關(guān)鍵部分。

Waymo的自動(dòng)駕駛軟件，不只是檢測(cè)其他物體的存在，還要真正理解這個(gè)物體是什么，它可能做出哪些舉止，以及如何影響我們的車輛在路上的行為。這就是Waymo的車輛如何在全自動(dòng)模式下實(shí)現(xiàn)安全駕駛。

鑒于我們的軟件由不同部分組成，在這里Waymo將細(xì)介紹三個(gè)重要組件：感知、行為預(yù)測(cè)和規(guī)劃。

感知

感知是Waymo軟件用于檢測(cè)和分類道路對(duì)象的一部分，同時(shí)還可用于估算速度、航向和加速度。我們的自動(dòng)駕駛軟件可以從Waymo的傳感器獲取無(wú)數(shù)細(xì)節(jié)，并將它們變成一個(gè)實(shí)時(shí)視圖。

感知有助于車輛區(qū)分行人、騎自行車者、摩托車手、車輛和其他物體等等。它也能區(qū)分諸如傳輸信號(hào)之類的靜態(tài)物體的顏色。對(duì)于這些物體，感知能讓我們的系統(tǒng)在語(yǔ)義上了解周圍車輛的情況——無(wú)論交通燈是綠色的，車輛是否亮起，車道是否被阻擋，都能知曉。

行為預(yù)測(cè)

通過(guò)行為預(yù)測(cè)，我們的軟件可以對(duì)道路的每個(gè)對(duì)象的意圖進(jìn)行建模、預(yù)測(cè)和理解。由于Waymo已經(jīng)擁有數(shù)百萬(wàn)英里的駕駛里程經(jīng)驗(yàn)，在面對(duì)不同的道路對(duì)象可能做出的行為時(shí)，我們的車輛已經(jīng)構(gòu)建了高精準(zhǔn)度的模型。

例如，我們的軟件了解到，行人、騎自行車者、摩托車手可能看起來(lái)相似，但在行為上則有很大差異。行人可能比騎自行車者、摩托車手速度都要慢，但都有可能突然轉(zhuǎn)向。

規(guī)劃

我們的規(guī)劃軟件會(huì)考慮到從感知和行為預(yù)測(cè)兩個(gè)程序中收集到的所有信息，并為車輛繪制好路徑。依據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，最好的司機(jī)往往是防御型的司機(jī)。這也是為什么我們會(huì)訓(xùn)練防御型駕駛行為。比如遠(yuǎn)離其他司機(jī)的盲點(diǎn)區(qū)域，給騎自行車者和行人留出額外的空間。

Waymo的規(guī)劃軟件會(huì)優(yōu)先考慮這幾步。例如，如果自動(dòng)駕駛軟件認(rèn)為前面的車道由于施工而關(guān)閉，并預(yù)測(cè)車道上的自行車會(huì)移動(dòng)，那么規(guī)劃軟件可以做出決定，以便提前給騎自行車者減速或騰出空間。

依據(jù)道路經(jīng)驗(yàn)，我們還完善了駕駛體驗(yàn)，以確保車輛中的乘客在路上是平穩(wěn)而舒適的。對(duì)于其他道路使用者來(lái)說(shuō)，也是自然和可預(yù)測(cè)的。

設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍：確保車輛在特定條件下可安全運(yùn)行

設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍（operational design domain，簡(jiǎn)稱ODD），是指自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可以安全運(yùn)行的條件。Waymo的范圍就包括地理位置、道路類型、速度范圍、天氣、時(shí)間、國(guó)家和地方性交通法律法規(guī)。

事實(shí)上，自動(dòng)駕駛的ODD可能是非常有限的。例如，白天的溫帶氣候條件下的一條低速公共街道或私人場(chǎng)地（如商業(yè)園區(qū)）的單程固定路線。然而，Waymo的目標(biāo)在于可以在廣泛的地理區(qū)域內(nèi)、在各種條件下導(dǎo)航城市街道。我們的車輛已經(jīng)具備在惡劣天氣下駕駛的能力，如中雨，白天和夜間都能正常工作。

Waymo的系統(tǒng)也被設(shè)計(jì)為不能在未經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍之外運(yùn)行。例如，乘客不能選擇我們認(rèn)可的地理位置之外的目的地，我們的軟件不會(huì)創(chuàng)建在「地理圍欄」區(qū)域以外的路線。

類似地，我們的車輛也被設(shè)計(jì)為自動(dòng)檢測(cè)可能會(huì)影響其ODD以內(nèi)的安全駕駛的突然變化，例如，暴風(fēng)雪天氣，以讓車輛及時(shí)安全制停（即達(dá)到最小風(fēng)險(xiǎn)條件）直至行駛條件得以改善。

Waymo的車輛還需遵守其地理區(qū)域范圍內(nèi)的聯(lián)邦、州政府和當(dāng)?shù)氐姆伞＝?jīng)法律要求，這些要求中的任何變化，都被視為我們系統(tǒng)中的安全要求，包括相關(guān)的速度限制、交通指示和信號(hào)。

在我們的車輛駛?cè)胄聟^(qū)域之前，我們的團(tuán)隊(duì)會(huì)逐一了解任何獨(dú)特的道路規(guī)則或駕駛習(xí)慣，以及時(shí)更新軟件，并讓車輛能夠安全做出響應(yīng)。例如，加利福尼亞和德克薩斯州，就自行車道上如何進(jìn)行右轉(zhuǎn)彎則有不同規(guī)則。

與此同時(shí)，Waymo的ODD還將不斷發(fā)展。我們的最終目標(biāo)是開發(fā)完全自動(dòng)駕駛技術(shù)，從而可以讓人類在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，任何情況下都能自由的從A地到往B地。

隨著我們系統(tǒng)功能的不斷增長(zhǎng)和驗(yàn)證，我們還將不斷擴(kuò)大設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍，將我們的技術(shù)帶給更多的人。

最小風(fēng)險(xiǎn)狀況：確保車輛能夠過(guò)渡到安全停止?fàn)顟B(tài)

對(duì)于低等級(jí)自動(dòng)駕駛水平的車輛，當(dāng)?shù)缆翻h(huán)境過(guò)于復(fù)雜，超出車輛處理能力或車輛本身出現(xiàn)故障時(shí)，需要由人類駕駛員執(zhí)行對(duì)車輛的控制。

作為全自動(dòng)駕駛汽車，Waymo的技術(shù)必須要具備足夠的魯棒性以能夠獨(dú)自處理這些狀況的能力。

如果我們的自動(dòng)駕駛車輛不能繼續(xù)一段計(jì)劃中的行程，它必須有能力進(jìn)行安全停止，即被稱作“最小風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)”或“回退”。

這可能包括以下情況：自動(dòng)駕駛系統(tǒng)感知到故障、車輛發(fā)生碰撞、環(huán)境條件的改變，導(dǎo)致在設(shè)定的設(shè)計(jì)運(yùn)行環(huán)境內(nèi)可能影響駕駛安全等。

Waymo的系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為自動(dòng)檢測(cè)每一個(gè)上述場(chǎng)景。除此之外，我們的系統(tǒng)每秒鐘運(yùn)行上千次，檢查系統(tǒng)，并發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)錯(cuò)誤。同時(shí)Waymo系統(tǒng)配備了一系列對(duì)關(guān)鍵系統(tǒng)（如傳感器系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)）的冗余設(shè)計(jì)。

我們的車輛響應(yīng)隨以下因素的不同而有所區(qū)別，包括：道路類型、目前交通狀況、技術(shù)故障嚴(yán)重程度等。根據(jù)這些因素，系統(tǒng)將確定一個(gè)適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)動(dòng)作以保證車輛和乘客的安全，包括靠邊停車或安全停止。

車輛冗余-安全至上的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)

備用計(jì)算系統(tǒng)

備用計(jì)算系統(tǒng)總是在后臺(tái)運(yùn)行，目的是當(dāng)它檢測(cè)到主計(jì)算系統(tǒng)故障時(shí)，控制車輛執(zhí)行安全停止。

備用制動(dòng)系統(tǒng)

如果主制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，我們有一個(gè)完整的備用制動(dòng)系統(tǒng)能夠立即生效。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，主制動(dòng)系統(tǒng)、備用制動(dòng)系統(tǒng)均可以讓車輛執(zhí)行安全停止。

備用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

備用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有獨(dú)立的控制器和獨(dú)立的電源供應(yīng)，以執(zhí)行冗余的轉(zhuǎn)向可控制。對(duì)主轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、備用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中之一發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)均能夠執(zhí)行車輛的轉(zhuǎn)向操作。

備用電源系統(tǒng)

對(duì)于每個(gè)關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供兩個(gè)獨(dú)立的電源供應(yīng)。這些獨(dú)立的電源供應(yīng)確保了我們車輛的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)組件在發(fā)生單電源故障或電路中斷時(shí)仍然可用。

備用碰撞檢測(cè)和碰撞規(guī)避系統(tǒng)

多個(gè)碰撞檢測(cè)和碰撞規(guī)避系統(tǒng)能夠不間斷的掃描車輛前后的物體，包括行人、自行車和其它車輛。在極少數(shù)情況下，當(dāng)主系統(tǒng)對(duì)行駛路徑中的物體沒(méi)有檢測(cè)到或沒(méi)有響應(yīng)時(shí)，這些備用系統(tǒng)能夠控制車輛減速或停止。

冗余的慣性測(cè)量系統(tǒng)：對(duì)進(jìn)行車輛定位

冗余的慣性測(cè)量系統(tǒng)能夠幫助車輛準(zhǔn)確地追蹤它的行駛軌跡。主慣性測(cè)量系統(tǒng)、冗余慣性測(cè)量系統(tǒng)相互反復(fù)核對(duì)，并在其中一個(gè)系統(tǒng)檢測(cè)到故障時(shí)由另一個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行車輛定位。

數(shù)據(jù)記錄和事故后的行為

Waymo自動(dòng)駕駛技術(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)停止進(jìn)步。Waymo有一個(gè)強(qiáng)大系統(tǒng)來(lái)收集和分析現(xiàn)有上路車輛所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。對(duì)從一輛車中學(xué)習(xí)到的任何有用經(jīng)驗(yàn)，我們會(huì)同時(shí)體現(xiàn)在整個(gè)車隊(duì)中。

Waymo的系統(tǒng)能夠檢測(cè)到碰撞的發(fā)生，并將自動(dòng)通知Waymo后臺(tái)運(yùn)營(yíng)中心，在那里我們訓(xùn)練有素的專家可以啟動(dòng)碰撞后響應(yīng)程序，包括與執(zhí)法人員和急救人員進(jìn)行溝通，并派人員到現(xiàn)場(chǎng)。我們的運(yùn)營(yíng)中心也有乘客支持專家，他們可以通過(guò)車載音響系統(tǒng)直接與乘客溝通。

在碰撞發(fā)生后，我們可以分析所有可用的數(shù)據(jù)，包括視頻和其他傳感器數(shù)據(jù)，以評(píng)估可能導(dǎo)致這一事故的原因。同時(shí)，我們可以做出任何適當(dāng)?shù)能浖?，并相?yīng)地升級(jí)車隊(duì)中每輛車。任何影響車輛安全的隱患都會(huì)被修復(fù)，同時(shí)在車輛升級(jí)前我們會(huì)進(jìn)行安全測(cè)試。

自動(dòng)駕駛車輛的網(wǎng)絡(luò)安全

Waymo已經(jīng)開發(fā)了一個(gè)健全的識(shí)別、劃分優(yōu)先級(jí)并降低網(wǎng)絡(luò)安全威脅的流程。我們的安全實(shí)踐是建立在谷歌的安全流程基礎(chǔ)之上，遵循NHTSA及Auto-ISAC發(fā)布的指導(dǎo)策略。

為了進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)安全性，Waymo還加入了Auto-ISAC，這是一項(xiàng)旨在加強(qiáng)全球汽車行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)和協(xié)作的行業(yè)行動(dòng)計(jì)劃。

如何建立自動(dòng)駕駛車使用的地圖

在自動(dòng)駕駛車輛上路前，我們的地圖團(tuán)隊(duì)會(huì)首先使用測(cè)試車輛的傳感器來(lái)創(chuàng)建高度詳細(xì)的3D地圖。這些地圖不同于基本的衛(wèi)星圖像或在線地圖。

相反，Waymo的地圖給汽車提供了對(duì)于物理環(huán)境的深刻理解：道路類型、道路的距離、尺寸和其他地貌特征。

我們使用這些數(shù)據(jù)并添加凸顯的信息，包括交通控制信息，如人行橫道的長(zhǎng)度、紅綠燈的位置、相關(guān)標(biāo)識(shí)等。

通過(guò)安裝在車上的地圖，Waymo的系統(tǒng)會(huì)重點(diǎn)關(guān)注環(huán)境動(dòng)態(tài)變化的部分，如其他道路使用者。我們的系統(tǒng)交叉引用實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)和車載3D地圖以檢測(cè)道路變化。

如果一個(gè)道路的變化被檢測(cè)（如前方發(fā)生碰撞導(dǎo)致一個(gè)十字路口擁堵），我們的汽車可以在設(shè)計(jì)運(yùn)行環(huán)境內(nèi)對(duì)路徑進(jìn)行重新規(guī)劃，并通知后臺(tái)運(yùn)營(yíng)中心，讓其他車輛可以避免在該地區(qū)行駛。

在這種情況下，地圖不僅作為參考點(diǎn)添加到我們的軟件，同時(shí)也向系統(tǒng)提供重要的信息反饋。這些詳細(xì)的自定義地圖提供了對(duì)每個(gè)行駛位置的全面的理解。再加上我們對(duì)于系統(tǒng)的的深入了解，Waymo能夠確保車輛只在設(shè)計(jì)運(yùn)行環(huán)境內(nèi)使用。

Waymo實(shí)現(xiàn)安全的方法

1. 構(gòu)建可驗(yàn)證的軟件和系統(tǒng)

2. 對(duì)通信進(jìn)行加密和驗(yàn)證

3. 為關(guān)鍵系統(tǒng)構(gòu)建冗余的安全措施

4. 限制關(guān)鍵系統(tǒng)之間的通信

5. 提供及時(shí)的軟件更新

6. 對(duì)安全威脅建模并優(yōu)先考慮

我們從實(shí)體車輛的內(nèi)部和外部對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的所有潛在安全訪問(wèn)點(diǎn)進(jìn)行了全面審查，并采取措施限制這些接入點(diǎn)的數(shù)量和功能。

這首先要與我們的汽車廠商合作伙伴合作，以確定和減輕基礎(chǔ)車輛的漏洞。我們?cè)谲浖O(shè)計(jì)和汽車設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮已知的威脅，以確保我們的系統(tǒng)和車輛設(shè)計(jì)能夠?qū)惯@些威脅。

新軟件版本需通過(guò)同行評(píng)審和驗(yàn)證過(guò)程。我們的風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程旨在識(shí)別和降低這些風(fēng)險(xiǎn)，包括那些與網(wǎng)絡(luò)安全有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。在Waymo的設(shè)計(jì)中，安全性至關(guān)重要，如轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、控制器與外界通信隔離。

我們同時(shí)也考慮無(wú)線通信的安全。Waymo的車輛不依賴于一個(gè)固定的連接來(lái)保持安全性。在路上行駛時(shí),所有的車輛和Waymo的通信（如：冗余的連接）會(huì)加密，包括那些Waymo運(yùn)營(yíng)支持人員和乘客的通信。車輛可以同我們的運(yùn)營(yíng)中心通信以收集更多的路況信息, 而同時(shí)我們的車輛在實(shí)時(shí)執(zhí)行駕駛?cè)蝿?wù)。

這些保護(hù)措施有助于防止那些對(duì)自動(dòng)駕駛汽車有物理訪問(wèn)權(quán)限的人，包括乘客和附近的惡意者。我們有不同的機(jī)制來(lái)觀察異常行為和內(nèi)部機(jī)制來(lái)分析這些事件。

如果我們意識(shí)到有人試圖破壞車輛安全性，Waymo將會(huì)觸發(fā)公司級(jí)別的事件響應(yīng)程序，包括評(píng)估、遏制、恢復(fù)和補(bǔ)救。

三、測(cè)試及驗(yàn)證方法：確保車輛的性能與安全

Waymo的技術(shù)經(jīng)過(guò)了廣泛測(cè)試，包括公開道路，封閉道路和模擬等，這使得系統(tǒng)的每個(gè)部分在運(yùn)行時(shí)都有效，可靠和安全。

Waymo自動(dòng)駕駛汽車由三個(gè)主要子系統(tǒng)組成，它們都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的測(cè)試：

車輛本身，由OEM認(rèn)證；內(nèi)部硬件，包括傳感器和計(jì)算機(jī)；自動(dòng)駕駛軟件，用于做出駕駛決策。

上述子系統(tǒng)組合成全自動(dòng)駕駛車輛，然后作進(jìn)一步測(cè)試和驗(yàn)證。對(duì)硬件和軟件進(jìn)行整體測(cè)試，可以確保自動(dòng)駕駛車輛符合我們?yōu)橄到y(tǒng)設(shè)定的所有安全要求。

車輛安全

Waymo目前的自動(dòng)駕駛汽車，是由2017年款的克萊斯勒Pacifica混合動(dòng)力Minivan改裝的，加入了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。這些改裝的車輛通過(guò)了菲亞特克萊斯勒（FCA）的認(rèn)證，符合所有適用的聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)（FMVSS）。

自動(dòng)駕駛硬件測(cè)試

在FCA和Waymo的技術(shù)合作中，Waymo的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（包括傳感器和硬件）與FCA提供的改裝的Pacifica Minivan進(jìn)行了整合。

為了保證兩者整合的效果，Waymo在FCA的測(cè)試的基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了數(shù)千次額外測(cè)試。這些測(cè)試包括了私人測(cè)試場(chǎng)景，實(shí)驗(yàn)室和模擬等情景，可以評(píng)估車輛的每個(gè)安全功能，比如制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向，以及鎖、前燈和門等物理控制。

通過(guò)測(cè)試，我們可以確保車輛在手動(dòng)模式，自動(dòng)駕駛模式（有測(cè)試司機(jī)在方向盤后）和全自動(dòng)駕駛模式（車輛中沒(méi)有人）的安全?？偟脕?lái)說(shuō)，測(cè)試的目的是保證加入自動(dòng)駕駛系統(tǒng)后車輛能安全運(yùn)行。

自動(dòng)駕駛軟件測(cè)試

與硬件一樣，自動(dòng)駕駛軟件也遵循“安全設(shè)計(jì)（Safety by Design）”的原則。Waymo嚴(yán)格測(cè)試了軟件的各個(gè)組件，包括感知、行為預(yù)測(cè)和規(guī)劃以及整體軟件。

我們的技術(shù)會(huì)不斷學(xué)習(xí)和提高。軟件的每一次更新都經(jīng)歷了嚴(yán)格的發(fā)布過(guò)程。每個(gè)更新都會(huì)經(jīng)過(guò)模擬測(cè)試，封閉路段測(cè)試和公共道路測(cè)試。

模擬測(cè)試

在模擬中，我們會(huì)嚴(yán)格測(cè)試任何修改和更新，然后再部署到車輛中。我們還找出了車輛在公共道路上遇到的最具挑戰(zhàn)性的情況，并將其數(shù)字化為虛擬場(chǎng)景，供自動(dòng)駕駛軟件在模擬中練習(xí)。

封閉路段測(cè)試

新軟件會(huì)首先推送到少數(shù)幾輛車，以便有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員在私人場(chǎng)地中測(cè)試。我們可以在不同的車輛上使用不同版本的軟件，從而測(cè)試新的或特定的功能。

現(xiàn)實(shí)世界測(cè)試

一旦確認(rèn)軟件如預(yù)期一樣良好，我們就開始在公共道路上測(cè)試。開始會(huì)很小心，在自動(dòng)駕駛車可以安全且持續(xù)按預(yù)定路線行駛后，才會(huì)將軟件更新推送到整個(gè)車隊(duì)。在公共道路上行駛的距離越多，就越能監(jiān)控和評(píng)估軟件的性能。

隨著駕駛里程的增長(zhǎng)，我們會(huì)進(jìn)一步完善駕駛體驗(yàn)和更新軟件。這種持續(xù)的反饋過(guò)程使我們對(duì)系統(tǒng)建立了信心，也讓車輛能達(dá)到SAE Level 4級(jí)的自動(dòng)駕駛水平。

模擬器：虛擬世界幫助車輛學(xué)習(xí)高級(jí)的現(xiàn)實(shí)世界駕駛技巧

Waymo的模擬器可以在每個(gè)新軟件版本里回放我們?cè)谡鎸?shí)世界里駕駛的數(shù)據(jù)，還可以針對(duì)我們的軟件構(gòu)建全新的現(xiàn)實(shí)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試。

 每天有多達(dá)25000輛虛擬的Waymo無(wú)人車在模擬器中駕駛高達(dá)八百萬(wàn)英里的里程，來(lái)鞏固已有的技能和測(cè)試新商務(wù)技能，從而幫助車輛安全地在現(xiàn)實(shí)世界中駕駛。

舉個(gè)例子：有一個(gè)左轉(zhuǎn)黃燈在亞利桑那州梅薩的南隆摩街和西南大街的拐角處閃著。 這種類型的路口對(duì)于人類和無(wú)人車來(lái)說(shuō)都是棘手的，因?yàn)樗緳C(jī)在進(jìn)入五個(gè)方向的路口后，要在車流里找到縫隙通過(guò)。 過(guò)早左轉(zhuǎn)可能會(huì)造成危險(xiǎn)，太晚轉(zhuǎn)彎可能會(huì)阻礙交通。 

模擬器能夠讓我們有很多次機(jī)會(huì)練習(xí)這種單一情況來(lái)精通一個(gè)技能。

模擬器如何工作

第一步：從視覺(jué)世界開始

我們可以重建一個(gè)非常詳細(xì)的虛擬現(xiàn)實(shí)版本東部山谷

我們用強(qiáng)大的定制傳感器套件構(gòu)建了具有相同的尺寸、車道線、路肩和交通信號(hào)燈的虛擬路口。 

在模擬器中，我們可以專注于最具挑戰(zhàn)性的路口而不是單一的高速公路，比如閃著黃燈的左轉(zhuǎn)路口、犯錯(cuò)的司機(jī)和不按規(guī)則出牌的自行車。

第二步：駕駛、駕駛、再駕駛

在模擬器里，我們可以讓車隊(duì)中不同的車輛在相同的駕駛條件下通過(guò)同一個(gè)路口很多次。 如上圖，我們正在模擬自動(dòng)駕駛汽車通過(guò)的一個(gè)路口。

隨著這個(gè)閃黃色的左轉(zhuǎn)路口在虛擬世界中被數(shù)字化，我們的軟件可以練習(xí)這個(gè)場(chǎng)景數(shù)千次。 每當(dāng)我們更新軟件時(shí)，我們都可以在各種駕駛條件下測(cè)試軟件對(duì)同一路口的改變。

這就是為什么我們能夠在閃黃燈的路口自然地向前挪動(dòng)車輛，并插入到復(fù)雜的車流中。 此外，在模擬中我們可以在遇到的每個(gè)閃黃燈的路口練習(xí)這個(gè)新技能，以便更快地迭代這個(gè)軟件。

第三步：創(chuàng)造大量的變化

通過(guò)“模糊”過(guò)程我們可以改變這些虛擬街道上各種物體的速度、軌跡和位置

接下來(lái)，我們可以通過(guò)這個(gè)棘手的左轉(zhuǎn)來(lái)探索無(wú)數(shù)種可能性。

通過(guò)一個(gè)叫“模糊”的過(guò)程，我們改變車流的速度和交通信號(hào)燈的時(shí)間，以確保無(wú)人車仍然可以找到安全的車距。 通過(guò)添加模擬行人、摩托車變道甚至慢跑者過(guò)馬路，現(xiàn)場(chǎng)可以變得更繁忙和更復(fù)雜，看他們?nèi)绾斡绊懳覀兊臒o(wú)人車。

第四步：驗(yàn)證和迭代

為了使場(chǎng)景更加復(fù)雜，我們可以添加原場(chǎng)景不存在的車輛、行人和騎自行車的人

如今，我們的無(wú)人車已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何自信地在閃著黃燈的路口左轉(zhuǎn)。 

這個(gè)新技能成為了我們永久知識(shí)庫(kù)的一部分，與車隊(duì)中的每一輛車共享。 反過(guò)來(lái)，我們將使用現(xiàn)實(shí)世界的駕駛和我們自己封閉式測(cè)試場(chǎng)地來(lái)驗(yàn)證模擬器里的經(jīng)驗(yàn)，然后循環(huán)又從第一步開始。 

正常駕駛的行為能力

完全自動(dòng)駕駛的車輛必須能夠處理在同一業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)所有人類駕駛員所期望的日常駕駛?cè)蝿?wù)。 

這意味著自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要證明他們具有足夠的技能，或者說(shuō)“行為能力”，這對(duì)預(yù)期的地點(diǎn)和操作條件是必需的。

美國(guó)運(yùn)輸部（DOT）已經(jīng)建議，Level 3，Level 4和Levle 5級(jí)（SAE）自動(dòng)駕駛應(yīng)該能夠證明至少28項(xiàng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，易滿足加州合作伙伴先進(jìn)交通技術(shù)研究所（PATH）在加州大學(xué)伯克利分校交通運(yùn)輸研究院的研究成果。 DOT還鼓勵(lì)公司“在考慮所有已知行為能力下，對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，測(cè)試和驗(yàn)證”。

Waymo的安全計(jì)劃則在廣度和深度上擴(kuò)展了28項(xiàng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，我們?cè)趶?fù)雜性方面測(cè)試了大量的場(chǎng)景變化，確保我們的系統(tǒng)能夠安全地處理現(xiàn)實(shí)環(huán)境的挑戰(zhàn)。 另外，我們已經(jīng)確定了更多的類別來(lái)擴(kuò)展最初的28個(gè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

對(duì)于每個(gè)能力，Waymo團(tuán)隊(duì)在封閉場(chǎng)景和模擬器上創(chuàng)建了各種各樣的單項(xiàng)測(cè)試。例如，為了測(cè)試Waymo的左轉(zhuǎn)能力，我們搭建了數(shù)十個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的情形，并測(cè)試我們的車輛能否適當(dāng)?shù)刈鞒龇磻?yīng)。 我們把有挑戰(zhàn)性的變量帶進(jìn)普通道路練習(xí)，包括多條線路的車流、用大卡車擋住車輛的視野等。

我們?cè)诿恳环N場(chǎng)景中還使用模擬器來(lái)創(chuàng)建數(shù)百種不同的變化。通過(guò)虛擬測(cè)試，我們還可以創(chuàng)建輛左轉(zhuǎn)的全新場(chǎng)景，以便我們進(jìn)一步測(cè)試此技能。

隨著我們擴(kuò)展業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，核心競(jìng)爭(zhēng)力的數(shù)量可能會(huì)增加（例如在北美地區(qū)開展業(yè)務(wù)，我們的系統(tǒng)必須能夠安全地在雪中行駛），并且每個(gè)類別中的測(cè)試數(shù)量可能會(huì)擴(kuò)大以包含更多復(fù)雜獨(dú)特的場(chǎng)景。

雖然這種情景測(cè)試可以展示我們軟件的核心駕駛技巧，但這些能力需要轉(zhuǎn)化到現(xiàn)實(shí)世界。所以這只是一個(gè)起點(diǎn)，接下來(lái)我們的需要把模擬驗(yàn)證的結(jié)果用來(lái)測(cè)試我們車輛的硬件和軟件，然后進(jìn)行軟硬件無(wú)縫整合，以便它在公共的道路上駕駛，在現(xiàn)實(shí)交通狀況下展現(xiàn)Waymo自動(dòng)駕駛汽車的能力。

在封閉設(shè)施進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

Waymo在加利福尼亞州專門為測(cè)試需求而設(shè)計(jì)和建造了一個(gè)占地91英畝的私有封閉式測(cè)試設(shè)施。

這個(gè)綽號(hào)為“城堡”的私有設(shè)施就像一個(gè)模擬城市，包括從高速公路、郊區(qū)車道到鐵路道口。 我們的團(tuán)隊(duì)使用這些設(shè)施來(lái)驗(yàn)證新軟件，然后再將其更新到我們?cè)诘缆飞系能囮?duì)。

我們還可以在這些場(chǎng)地創(chuàng)造出有挑戰(zhàn)性或罕見(jiàn)的路況，以便我們的車輛獲得在特殊情況下的經(jīng)驗(yàn)。

我們能夠在封閉道路中進(jìn)行數(shù)千個(gè)“結(jié)構(gòu)化測(cè)試”，重新創(chuàng)建用于學(xué)習(xí)和測(cè)試的特定場(chǎng)景。為了幫助我們的模擬器獲得素材，我們?cè)贑astle設(shè)置了超過(guò)20000個(gè)模擬場(chǎng)景。

每個(gè)場(chǎng)景都重新創(chuàng)造了一個(gè)我們想要練習(xí)的駕駛狀況，比如一個(gè)心急的駕駛員快速變道，或者一個(gè)突然從停在路邊的汽車上下車的人，這可能在公共道路上很久才能見(jiàn)一次。 

我們已經(jīng)重現(xiàn)了人們從路邊的帳篷或移動(dòng)廁所里走出來(lái)，玩滑板的人躺在他們的滑板上，并在傳感器前扔了一堆紙等情況。 

這種“結(jié)構(gòu)化測(cè)試”是加速技術(shù)進(jìn)步和確保車輛在日常駕駛和具有挑戰(zhàn)性的駕駛狀況下的安全性的關(guān)鍵。        

完整的自動(dòng)駕駛汽車測(cè)試

測(cè)試完底層車輛、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和軟件之后，我們測(cè)試了整體的自動(dòng)駕駛汽車，包括封閉道路上的防撞測(cè)試，可靠性和耐久性測(cè)試，以及測(cè)試駕駛員坐在方向盤后面的道路測(cè)試。

公開道路測(cè)試

Waymo 有一個(gè)綜合性的道路測(cè)試項(xiàng)目，過(guò)去 8 年中一直在不斷更新改進(jìn)。

這是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它可以幫助我們驗(yàn)證技術(shù)，發(fā)現(xiàn)新的具備挑戰(zhàn)性的解決方案，不斷開發(fā)新的技能。道路測(cè)試需要有經(jīng)過(guò)高度訓(xùn)練的駕駛員坐在車上，來(lái)保證其安全性。

我們的測(cè)試駕駛員經(jīng)過(guò)大量專業(yè)訓(xùn)練，了解整個(gè)駕駛系統(tǒng)，以及如何在公開道路上監(jiān)控汽車安全行駛。同時(shí)，他們也學(xué)習(xí)了防御駕駛課程。經(jīng)過(guò)這些訓(xùn)練，在公開道路上測(cè)試車輛時(shí)，駕駛員可以監(jiān)控系統(tǒng)狀況，在需要時(shí)及時(shí)控制車輛。

道路測(cè)試中，每周行駛的成千上萬(wàn)英里里程都用在了軟件評(píng)估上。我們監(jiān)控系統(tǒng)，確保其有效展示車輛行為特征。之后，我們?cè)賹ふ铱梢越?gòu)這種特征的解決方案，以促成更穩(wěn)定的駕駛。

實(shí)際場(chǎng)景測(cè)試則提供了一個(gè)連續(xù)的反饋環(huán)路，可以幫助我們持續(xù)更新系統(tǒng)。工程師們監(jiān)控真實(shí)場(chǎng)景的解決方案、調(diào)整軟件、更新駕駛系統(tǒng)，進(jìn)而完成這些改變。

反復(fù)測(cè)試后，再在公開道路上確認(rèn)，這幫助我們?cè)跀U(kuò)展車輛能力操作設(shè)計(jì)的同時(shí)，也更安全地測(cè)試了自己的能力。

真實(shí)場(chǎng)景體驗(yàn)

過(guò)去 8 年，Waymo 在美國(guó) 4 個(gè)州進(jìn)行了測(cè)試，在 20 多個(gè)城市里實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛——從晴朗的鳳凰城，一直到多雨的柯克蘭，整個(gè)過(guò)程中積累了超過(guò) 350 萬(wàn)英里的自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)。每到一個(gè)新的地方，我們就可以獲得多種不同道路環(huán)境、街景和駕駛習(xí)慣的經(jīng)驗(yàn)。

比如，在鳳凰城，我們得以測(cè)試傳感器和軟件在沙漠環(huán)境下的反應(yīng)，包括極端溫度和揚(yáng)塵情況。另外，我們還學(xué)習(xí)如何讓新型交通工具更持久地駕駛，例如澆水車在路中間澆水的時(shí)候，速度可從 3 英里/小時(shí)提高到 45 英里/小時(shí)。奧斯汀有水平交通信號(hào)燈，柯克蘭則提供了更多濕潤(rùn)氣候下的經(jīng)驗(yàn)。

在新的城市，我們每天都會(huì)遇到還不習(xí)慣在路上看到自動(dòng)駕駛汽車的人。我們從這些不同的人群中得到很多新鮮的視角和觀點(diǎn)——人們使用自動(dòng)駕駛汽車的意愿，他們?nèi)绾慰创詣?dòng)駕駛汽車等等，這些人可以為我們發(fā)展和更新自動(dòng)駕駛技術(shù)提供很多指引。        

極端溫度下的自動(dòng)駕駛

在極端寒冷和非常炎熱的溫度下，我們的自動(dòng)駕駛車輛也需要可靠并且安全地運(yùn)行。Waymo工程師研發(fā)了自動(dòng)駕駛的硬件和軟件，由此創(chuàng)造了一整套可以在極端環(huán)境下可靠運(yùn)行的系統(tǒng)。

高溫對(duì)所有的現(xiàn)代科技提出了挑戰(zhàn)。電子設(shè)備，例如手機(jī)，當(dāng)在烈日下使用，可能過(guò)熱而關(guān)機(jī)。然而，我們的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在炎熱環(huán)境下也必須安全工作。

我們的車輛裝有一個(gè)特殊的冷卻系統(tǒng)，能讓這些電子設(shè)備在非常高的溫度下也能工作，比如發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在最大功率以及系統(tǒng)在最大能耗的情況。Waymo的工程師在一個(gè)幾乎能模仿各種天氣情況的風(fēng)洞進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，包括地球上曾記錄的最高溫度。

除了風(fēng)洞測(cè)試，我們也在美國(guó)三個(gè)最熱的地方也測(cè)試了我們的自動(dòng)駕駛車輛：拉斯維加斯，戴維斯丹以及死亡峽谷。

戴維斯丹位于亞利桑那和內(nèi)華達(dá)州的邊境，有漫長(zhǎng)陡峭的沙漠公路可以在烈日下行駛。拉斯維加斯可以讓我們?cè)诹胰障聼o(wú)數(shù)停停走走的城市擁堵路況下測(cè)試我們的車輛。死亡峽谷則擁有地球上官方記載的最高溫度134℉（57℃）。

在測(cè)試中我們密切的監(jiān)視著系統(tǒng)溫度，每秒記錄超過(guò)200個(gè)不同的溫度點(diǎn)，來(lái)驗(yàn)證我們的自主開發(fā)的傳感器套裝和算法正常工作。

測(cè)試車輛防撞能力

除了測(cè)試核心能力，我們的工程師也在不同的情景下進(jìn)行了防撞測(cè)試（附錄8記載了Waymo防撞測(cè)試情景）。

Waymo在私有測(cè)試道路上完成了上千次的防撞測(cè)試。每一次測(cè)試都在不同的駕駛情況下進(jìn)行，讓我們的分析汽車的反應(yīng)。我們用仿真器來(lái)測(cè)試這些情景并改善總體軟件能力。

我們從大量數(shù)據(jù)中了解應(yīng)該測(cè)試哪種碰撞，包括我們的分析，例如NHTSA的致命碰撞數(shù)據(jù)庫(kù)，我們?cè)谧詣?dòng)駕駛汽車方面的廣泛經(jīng)驗(yàn)，來(lái)擴(kuò)展到NHTSA的37個(gè)預(yù)碰撞情景。我們也測(cè)試了其他情景，例如其他道路使用者造成了潛在的危險(xiǎn)情況，比如車輛突然駛離了車道，大型車切入目標(biāo)車道，摩托車進(jìn)入道路，行人亂穿馬路等等。

2015年，NHTSA發(fā)布了最常見(jiàn)的預(yù)碰撞場(chǎng)景的數(shù)據(jù)。例如，僅僅4種碰撞目錄就涵蓋了84%的碰撞情形：后端碰撞，車輛轉(zhuǎn)彎或者穿過(guò)十字路口，車輛駛下路沿，車輛變道。因此，防止或者緩和此類的碰撞是我們測(cè)試項(xiàng)目的重要目標(biāo)。

硬件可靠性和耐久性測(cè)試

自動(dòng)駕駛車輛和傳統(tǒng)車輛一樣，必須可靠運(yùn)行。這意味著車輛和每一個(gè)零部件必須在極端環(huán)境和整個(gè)生命周期內(nèi)都能正常運(yùn)行。

Waymo工程師設(shè)計(jì)了獨(dú)特的應(yīng)力測(cè)試。利用疲勞物理知識(shí)來(lái)加速在車輛和其零部件上的環(huán)境應(yīng)力，我們把真實(shí)生活中幾年的使用周期壓縮到幾天或者幾周的測(cè)試。

我們讓零部件在紫外線輻射中進(jìn)行暴曬，用強(qiáng)力水槍進(jìn)行轟炸，把車浸在幾乎零度的水桶中，在充滿鹽霧的房間里慢慢腐蝕，搖晃并強(qiáng)有力震動(dòng)，在潮濕的空間里幾星期的加熱，冷凍。

我們分析任何類型的失效并改進(jìn)設(shè)計(jì)來(lái)增加零件的可靠性，監(jiān)視每個(gè)傳感器的健康程度和車輛自身，從而可以在問(wèn)題出現(xiàn)之前發(fā)現(xiàn)并解決潛在危險(xiǎn)。

四、與乘客安全互動(dòng)

我們的車輛被設(shè)計(jì)成自動(dòng)駕駛，因此用戶界面的設(shè)計(jì)考慮的是乘客，而非駕駛員。

這也是我們開發(fā)特殊的車內(nèi)內(nèi)容和用戶界面的原因。這能幫助乘客理解Waymo的自動(dòng)駕駛車輛在道路上正在做的事情，讓乘客知道例如選擇目的地，靠邊停車，并在需要的情況下和Waymo支持熱線聯(lián)系。

除了為乘客提供安全且直觀的日常出行方案，Waymo為應(yīng)對(duì)緊急情況開發(fā)了流程。例如，我們的車輛不僅可以發(fā)現(xiàn)碰撞并且對(duì)在路上的緊急車輛做出反應(yīng)，而且我們和法律部門以及第一援助人員，這些可能和我們車輛聯(lián)系的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了培訓(xùn)。

最后，自動(dòng)駕駛的潛力只有通過(guò)增加公眾的認(rèn)知和認(rèn)可才能完全實(shí)現(xiàn)。今年10月，Waymo啟動(dòng)了“讓我們談?wù)撟詣?dòng)駕駛”——世界上最大的關(guān)于自動(dòng)駕駛的公共教育活動(dòng)。

通過(guò)和國(guó)家和地區(qū)安全組和高級(jí)團(tuán)體的伙伴合作，我們希望讓公眾參與進(jìn)來(lái)，并讓公眾了解這種技術(shù)的工作原理，以及自動(dòng)駕駛技術(shù)背后的巨大益處。

Waymo的早期試駕者項(xiàng)目

我們希望了解一輛自動(dòng)駕駛汽車如何滿足人們的日常交通需求，無(wú)論是作為私人用車還是共享用車，或是讓大眾出行更加便宜。這也是為什么在今年4月，我們?cè)邙P凰城啟動(dòng)了早期騎行者項(xiàng)目，這也是第一輛Waymo自動(dòng)駕駛汽車的公眾試驗(yàn)。

我們的試乘者來(lái)自不同的人群，從有青少年的家庭，到年輕的工作者。他們用我們的車輛來(lái)滿足日常需求，從上下班，到帶孩子去參加足球練習(xí)。讓早期使用者學(xué)習(xí)如何使用車輛至關(guān)重要，我們的研究團(tuán)隊(duì)和使用者緊密聯(lián)系，為他們提供項(xiàng)目信息，告訴他們?nèi)绾问褂密囕v以及如何提供反饋。

在過(guò)去的100年，當(dāng)車輛被設(shè)計(jì)時(shí)，總是假定有一個(gè)人類駕駛員。試乘著的體驗(yàn)告訴我們，人們希望如何和車輛互動(dòng)，以及作為乘客而非駕駛員的乘坐體驗(yàn)。他們的經(jīng)歷幫助我們創(chuàng)造了一種更直觀且更方便的車內(nèi)體驗(yàn)。

行駛體驗(yàn)

Waymo的用戶體驗(yàn)由4個(gè)主要原則主導(dǎo)：給予乘客一次無(wú)縫出行所需的信息；幫助乘客預(yù)期將要發(fā)生的事情；積極主動(dòng)溝通車輛對(duì)路況的反饋；幫助乘客與車輛安全共存。

我們希望乘客了解車輛正在接受的信息，以及采取相應(yīng)行動(dòng)的原因。每輛車提供了乘客貫穿行程的有用的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信息，幫助他們了解車輛和其他道路使用者正在采取的行動(dòng)。在Waymo自動(dòng)駕駛車中，有一個(gè)顯示屏來(lái)提供視覺(jué)駕駛信息，例如目的地、當(dāng)前車速、車輛選擇的路線。聲音系統(tǒng)則為乘客提供相關(guān)通知。

我們已經(jīng)為試乘者和車輛互動(dòng)提供了多種的方式，如按下物理按鈕，移動(dòng)App和和Waymo行駛支持專家通話。

讓W(xué)aymo車輛更容易使用

信息顯示

Waymo乘客顯示屏幕顯示了重要的交通信息，例如目的地、到達(dá)時(shí)間。它也顯示了靜態(tài)的道路元素，例如交通燈，停車信號(hào)牌，以及一些環(huán)境中的動(dòng)態(tài)元素，例如車輛，自行車以及行人。

如此，乘客可以理解車輛正在感知并且回應(yīng)這些元素，從而對(duì)車輛的能力更有信心。

啟動(dòng)行車按鈕

無(wú)論何時(shí)，使用者都可以用App或者車內(nèi)的按鈕來(lái)開始行程

靠邊停車

車輛有一個(gè)靠邊停車按鈕，當(dāng)按鈕被按下，車輛會(huì)找到一個(gè)附近安全的地點(diǎn)來(lái)停車。

移動(dòng)App

Waymo早期用戶項(xiàng)目的參與者，在Wayo車輛里用一個(gè)移動(dòng)App，可以發(fā)起目的地的需求。這款A(yù)pp也能讓用戶給予使用反饋和聯(lián)系Waymo尋求支持。

行駛支持小組

Waymo創(chuàng)建了一個(gè)用戶支持小組來(lái)回答早期用戶的的問(wèn)題。通過(guò)在車內(nèi)的按鈕、電話移動(dòng)App，就可以聯(lián)系這些專家。

無(wú)障礙性：為現(xiàn)今無(wú)法駕駛的人們提供機(jī)會(huì)

我們相信，Waymo的技術(shù)具有為世界各地的人們完善安全性和機(jī)動(dòng)性的潛能。從一開始，Waymo一直在聆聽(tīng)殘障人士人群的聲音并與之合作、共事。

我們持續(xù)了解到不同駕駛者特有的需求。同時(shí)，我們所了解的這些需求將構(gòu)成新的特性，而這些特征將使得長(zhǎng)期以來(lái)不得不依賴于他人的人們獲得經(jīng)驗(yàn)。

我們也知道，我們無(wú)法獨(dú)立完成我們的目標(biāo)。Waymo致力于與合作伙伴合作，打造能夠服務(wù)于更多人群的車輛平臺(tái)和解決方案。

開發(fā)中的無(wú)障礙功能

一款無(wú)障礙移動(dòng)App

我們正在構(gòu)建一款直觀、便捷的移動(dòng)應(yīng)用程序。專為使用Android TalkBack, iOS VoiceOver及其它無(wú)障礙服務(wù)人士所設(shè)計(jì)。

語(yǔ)音提示及工具

視力障礙的駕駛者需要我們將車輛定位在出發(fā)地點(diǎn)。我們正在探索具體的“尋路”功能，包括駕駛者能夠讓車輛提供語(yǔ)音以幫助他們引導(dǎo)車輛行駛的方式?？稍谝苿?dòng)App中打開附加的語(yǔ)音提示，同時(shí)，可在車內(nèi)使用，讓駕駛者了解他們的旅程情況。

盲文標(biāo)簽

我們的自動(dòng)駕駛車輛中的行駛按鈕伴有盲文標(biāo)簽，讓視障駕駛者能夠啟動(dòng)車輛，靠邊停車，或是致電與能夠?yàn)槠涮峁└鄥f(xié)助和信息的操作人員進(jìn)行通話。這些按鍵也可以在移動(dòng)App中使用。

視頻顯示

在通過(guò)每一個(gè)行駛階段，聾啞及聽(tīng)力障礙的駕駛者可以通過(guò)屏幕視頻提示，了解車輛情況。

無(wú)障礙的駕駛幫助

我們采用對(duì)話形式的駕駛幫助，通過(guò)車內(nèi)的視頻顯示或音頻讓所有駕駛者獲得所有駕駛的能力。 

緊急情況及與執(zhí)法人員和現(xiàn)場(chǎng)急救員的互動(dòng)

Wammo的自動(dòng)駕駛車輛可實(shí)現(xiàn)與執(zhí)法人員及現(xiàn)場(chǎng)急救員的互動(dòng)。使用我們定制的傳感器套件，包括音頻檢測(cè)系統(tǒng)，我們的軟件可以鑒別附近的消防車，檢測(cè)其閃爍的燈光，可在數(shù)百英尺遠(yuǎn)的地方聽(tīng)到警報(bào)聲。音頻傳感器能夠識(shí)別警報(bào)聲可能來(lái)源的方向，提高車輛安全和及時(shí)響應(yīng)的能力。一旦檢測(cè)到緊急情況發(fā)生，我們的車輛能夠及時(shí)做出響應(yīng)，靠邊停車或立即停車。

Waymo還會(huì)提供我們所測(cè)試的每一座城市的政府信息，并提供一系列交通管理機(jī)制。在一些城市，Waymo還進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，幫助警察和其他緊急援救人員在緊急情況下，鑒別我們的車輛。

我們計(jì)劃持續(xù)開展這類現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，同時(shí)，我們計(jì)劃擴(kuò)大培訓(xùn)范圍，從而讓我們的車輛更智能。

與亞利桑那州錢德勒警察局進(jìn)行測(cè)試

我們已經(jīng)同亞利桑那州錢德勒警察局和消防部門進(jìn)行合作，對(duì)我們的自動(dòng)駕駛小型貨車進(jìn)行緊急車輛測(cè)試。當(dāng)?shù)鼐?、摩托車、救護(hù)車、救火車及非標(biāo)示特殊作業(yè)車輛追蹤、通過(guò)并引導(dǎo)我們的車輛時(shí)，強(qiáng)大的傳感器套件，包括遠(yuǎn)程音頻檢測(cè)系統(tǒng)，可以觀測(cè)到這些車輛。我們的傳感器可以采集各種速度、距離和角度的數(shù)據(jù)——構(gòu)建一個(gè)視覺(jué)和聲音庫(kù)，這將有助于我們的車輛在道路上遇到緊急車輛時(shí)做出安全反應(yīng)。

五、總結(jié)

八年來(lái)，Waymo一起專注于一件事：讓全自動(dòng)駕駛技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。我們嚴(yán)守安全設(shè)計(jì)，公司文化也將安全，以及安全之上的開放溝通置于核心位置。Waymo的所有人都希望實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，讓自動(dòng)駕駛對(duì)每個(gè)人來(lái)說(shuō)都安全可用。

這份報(bào)告總結(jié)了我們?yōu)榇_保全自動(dòng)駕駛車輛安全部署所做的努力。這項(xiàng)新技術(shù)能提升道路安全，提供新的出行選擇，我們對(duì)此感到很興奮。

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >