谷歌无人驾驶汽车秘密揭开多种新技术曝光
- 来源：腾讯科技
- 编辑：半城明灭
- 2017/9/11 17:10:46
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【中国智能制造网 企业动态】在开发无人驾驶汽车的过程中，Waymo利用了多种强大的工具，包括模拟工具Carcraft、秘密测试基地“城堡”，以及汽车追踪软件XView。《大西洋月刊》本周刊文，揭开了Waymo的神秘面纱。
以下为文章全文：
在Alphabet园区的一角，团队正在开发一款软件。这或许将成为无人驾驶汽车的关键。此前，没有任何记者实际看过软件如何工作。作为对《魔兽世界》英文名的致敬，这款软件被称作“Carcraft”。
软件的是长着娃娃脸的年轻工程师詹姆斯·斯图特(James Stout)。在一间开放办公室里，他坐在我身旁。屏幕上显示着虚拟的环岛。对人眼来说，屏幕上并没有太多值得一看的内容：背景上绘制着简单的线条，道路上有一辆无人驾驶的克莱斯勒Pacifica，以及用线条表示的另一辆汽车。
几个月之前，无人驾驶汽车团队在德克萨斯州奥斯汀遇到了类似的环岛。行驶速度和环境的复杂程度给汽车带来了困扰，因此团队决定在测试环境中设计类似的场景。我所看到的是学习过程的第三步：真实世界驾驶的数字化。在这里，单一的真实世界交通事件，例如在环岛上一辆汽车逼停另一辆汽车，可以被拓展为数千个模拟场景，从而对汽车的性能进行测试。
这样的场景是Waymo强大的模拟工具的基础。斯图特表示：“绝大部分的工作，包括关于新特性的开发，都来自模拟环境中看到的情况。”这样的工具加速了Waymo自动驾驶汽车的发展。Waymo是Alphabet旗下无人驾驶部门，于2016年12月从谷歌(微博)X中独立。
如果Waymo可以在未来几年内推出全自动驾驶的汽车，那么Carcraft将会被铭记在行业历史上。Carcraft基于现实世界，但在重塑现实世界的过程中又扮演了重要角色。
Carcraft初被用于“回放”汽车在真实道路上遇到的场景。不过目前，包括Carcraft在内的模拟技术正在无人驾驶的发展过程中扮演更重要的角色。
目前在任意时刻，都会有2.5万辆虚拟无人驾驶汽车在模拟的奥斯汀、山景城和凤凰城街道上，以及专门的测试车道上行驶。在短短一天内，Waymo就可以模拟复杂道路环境中的驾驶数十万次。目前，Waymo每天在虚拟环境中的驾驶总里程数达到800万英里(约合1287.5万公里)。2016年，虚拟环境的驾驶总里程达到25亿英里。相比之下，谷歌IRL无人驾驶汽车在公共道路上的行驶里程只略高于300万英里。更重要的是，虚拟环境中的驾驶专注于Waymo所谓的“有趣”场景：这些驾驶行为能让研究者学到新东西，而不只是单纯堆积里程数。
Waymo开发了复杂的程序，而模拟环境只是其中一部分。Waymo将无人驾驶汽车在公共道路上的数百万公里行驶记录整合至“结构化测试”项目。这个项目在加州Central Valley一个被称作“城堡”的秘密基地中进行。
Waymo此前从未公布过这个系统。在普通道路上的驾驶结果表明，在哪些地区汽车需要额外练习。他们在“城堡”中建设所需的空间，从而可以测试数千种不同场景。在真实世界的测试中，Waymo的汽车可以收集到足够多数据，以复制出未来任何时间点的完整数字环境。在这样的虚拟环境中，工程师可以消除真实环境的限制，设计任意单一场景的数千种变化，随后让虚拟汽车在场景中行驶。反过来，不断优化的驾驶软件被安装至真实汽车，让汽车可以应对更复杂的环境。Waymo不断重复着这样的循环。
“城堡”探秘
如果想要前往“城堡”，那么需要先从旧金山湾区向东行驶，然后沿着99号公路向南。沿路上有大片棉花地，天际线消失在农田里。这里的气温比旧金山更高。我们的汽车在靠近Atwater小镇的出口驶出。这里曾经是Castle空军基地，聘用了6000名员工，为B-52项目服务。然而目前这里已是Merced城市区的北沿。10年代初，这里的失业率超过20%，而目前仍有不到10%。40%的居民说西班牙语。我们穿过了几条铁路，进入了总面积1621英亩(约合656万平方米)的废弃空军基地。
我手机上的导航并没有指向任何地址，而只是一组GPS坐标。我们沿着绿色的不透明围挡行驶，直到谷歌地图告诉我们停下。没有任何标志标明这里就是大门，这看起来只是围挡的一部分。不过，接待我的Waymo员工很有信心。这时，一名保安从围挡中走了出来，检查我们的身份信息。
围挡分开，我们驶入了园区。穿着短裤戴着帽子的年轻人忙忙碌碌，这里有很多活动板房和车库，而主楼的停车场上还有许多无人驾驶汽车。在这里，我们可以看到多种型号的自动驾驶汽车：在公共道路上常见的雷克萨斯汽车、已淘汰的普锐斯，以及新的克莱斯勒Pacifica。
很容易判断，哪些是无人驾驶汽车。这些车辆配备了传感器。其中显眼的是车顶上方的雷达传感器(也被称作激光雷达)。不过，Pacifica还在后视镜上安装了啤酒罐大小的小型激光雷达。而在车尾，这些汽车还安装了普通雷达。
如果传感器开始工作，即使车辆处在停车状态，激光雷达的旋转也会发出奇怪的声响。这与普通的汽车噪声不同，我的耳朵无法不注意到这种声音。
此外还有一种更特殊的汽车停在主楼外的街道上。这些车辆用红色胶布贴上了大大小小的“X”。这些是“第四级”自动驾驶汽车。自动驾驶汽车的分级来自于“汽车工程师协会”，说明了驾驶自动化的程度。道路上行驶的自动驾驶汽车大多只能实现级或第二级自动驾驶，这通常代表了可以在高速公路上提供智能巡航控制。然而，这种带红色“X”标志的汽车是另一种生物。这些汽车不仅可以实现全自动行驶，而且无法被人工做出干预。因此，Waymo不希望这些汽车与其他车辆混在一起。
行走在停车场里，给人的感觉就像是曾经的“曼哈顿项目”。我在主楼里见到了这里的管理者。她的名字是史蒂夫·薇尔加斯(Steph Villegas)。
挑战无人驾驶系统
薇尔加斯穿着白色T恤、破洞牛仔裤和灰色板鞋。这样的装束显示了她以往的时尚气息。她在东湾的郊区长大，大学是加州大学伯克利分校。她于2011年开始涉足无人驾驶汽车项目。
我问她：“你曾经是个司机？”她的回答是：“一直都是司机。”
她花了大量时间，在旧金山和山景城之间的101号公路和280号公路上行驶。与其他司机类似，关于汽车在开放道路上如何行驶，她有着很深的感触。在无人驾驶汽车项目中，这些经验非常重要。关于无人驾驶汽车的难点，这些司机有自己的直觉。她表示：“在新软件上进行了一些测试，并在团队中度过一段时间之后，我开始思考，我们可以用什么样的方式去挑战系统。”
因此，薇尔加斯和其他一些工程师开始设计并搭建罕见的场景，从而以受控的方式去测试汽车的新行为。他们开始征用旧金山郊外Shoreline Amphitheater的所有停车场，将人们拦在入口外，确保只有获得权限的谷歌员工可以进入。
她表示：“这就是我们的起点。当时每周只有我和少数司机。我们会设想各种需要测试的场景，放上我们想要的道具。我们将这些道具装上卡车，运往试验场地，进行测试。”
在无人驾驶汽车项目中，这些就是初的结构化测试。结果表明，困难的部分并不是“如果有僵尸在路口咬人那么要怎么办”，而是如何对项目进行保密，使普通道路上的无人驾驶汽车看起来就像是有人在驾驶。
薇尔加斯开始从各种地方收集小道具，包括假人、假植物、儿童玩具、滑板、三轮车、洋娃娃、皮球和其他小玩意。这些被放在道具仓库里。(道具初保存在一个帐篷里，而目前则放在了“城堡”的储藏室内。)
不过，还有些其他问题需要解决。他们希望汽车行驶速度更快，并使用交通灯和停车标志。此外，Shoreline Amphitheater的演出季也常常给他们的计划造成影响。薇尔加斯表示：“例如，金属乐队就要来开演唱会，我们需要赶紧上路测试。”
他们还需要一个基地，一个秘密基地。“城堡”刚好提供了这样的基地。他们签订了租约，开始建设梦想中的虚拟城市。“我们在设计中有意识地做出一些决定，建设居民区街道、高速公路、死胡同，以及停车场等场景。”她表示，“我们将一些代表性场景集成在一起，让汽车在其中行驶。”
我们从办公室走向她的汽车。当我们离开办公室时，她递给我一张地图。她表示：“就像迪士尼乐园一样，你可以按图索骥。”这时一张精心制作的地图。在一个角落，拉斯维加斯风格的标志牌显示：“欢迎来到加州的‘神话城堡’”。园区的不同部分有各自的命名规则。我们穿过的每条道路都以汽车(DeLorean和Bullitt)或早期的普锐斯车队(Barbaro)来命名。
我们走过了一组粉红色建筑。这是旧的军队宿舍，其中之一已被改造过：如果Waymo员工来不及返回湾区，那么就会在这里休息。除此之外，测试区内没有其他建筑。这是个属于机器人汽车的城市。所有重要的事都发生在沥青路面上。
在普通人看来，这就像是个没有玩家的电子游戏场景。从林荫大道到社区道路，从水泥车道到郊区十字路口，而这些场景中都没有建筑，这令人不可思议。我不断看到似曾相识的道路场景。
我们来到一个大型双车道环岛，中间有一圈白色围挡。薇尔加斯表示：“我们在德州奥斯汀遇到了一个多车道环岛，随后就在这里复制了这个环岛。我们初设计的是单车道环岛，但随后又遇到了多车道的场景。”
薇尔加斯停下来，看着一处新增的装置：两条汽车道和一条自行车道穿过靠近一块草地的平行停车场。“我很喜欢在这些场景中加入平行停车场。类似的场景在市郊商业区很常见，无论是Walnut Creek、山景城，还是帕洛阿尔托。”她表示，“人们从店面或公园中走出来，在汽车之间走动，或许搬着东西穿过马路。”这条小路就像是她记忆中的碎片，而她将这些记忆嵌入了地面的沥青和混凝土中，并使其成为一种更抽象的形式。
她用车送我回主办公室，我们坐进了一辆无人驾驶的克莱斯勒Pacificas。坐在左边驾驶位的是布兰顿·凯恩(Brandon Cain)，而右边坐着另一名驾驶者，负责利用名为XView的软件，在笔记本上跟踪车辆的状态。
这里还有许多被称作“狐狸”(fox)的测试助理，这样的称呼来自英文单词“faux”(人造的)。他们驾驶汽车，创造交通环境，像行人一样活动，骑自行车，拿着停止标志。在一定程度上他们是演员，而观众则是汽车。
我们要做的种测试是“简单地通过和超车”，但速度将达到时速45英里(约合72公里)。我们计划前往一条名为Autobahn的宽阔道路。
当“狐狸”出现在车道上时，无人驾驶汽车将刹车，团队将检查一个关键数据点：车辆减速情况。他们试图设计一种导致汽车不得不急刹车的场景。那么这种刹车有多猛？“我的腋下开始不自觉的出汗，而手机飞到地上”，确实很猛。
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