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安全,Waymo自动驾驶技术的底层逻辑(一)丨亿欧观点

2020-02-07 15:08
亿欧网
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Waymo从最开始就将安全作为其自动驾驶技术最重要的底层逻辑。

2020年美国拉斯维加斯举办CES国际电子消费展期间,Waymo宣布其自动驾驶车辆完成了两千万英里的行驶里程,在所有自动驾驶玩家中一骑绝尘。并且在已经行驶如此大量里程的情况下,仅发生的30多起交通事故中并没有重伤或死亡案例,且绝大部分都是由对方车辆导致的,Waymo的技术从未出现过任何失误。

Waymo在亚利桑那州的自动驾驶地区(2017)

Waymo在亚利桑那州的自动驾驶地区(2017)

上图为Waymo在2017年亚利桑那州的自动驾驶运营分布,其中深蓝色为已经运营的区域,浅蓝色为未来将拓展运营的区域。运营设计领域将确保车辆在特定条件下安全运行,包括地理位置、道路类型、速度范围、天气、一天中的时间,以及州和地方的交通法规等。

2018年11月,Waymo聘请黛比·赫斯曼(Deborah Hersman)担任首席安全官,作为CSO,Deborah负责广泛的测试和开发计划中的现场和系统安全。她与Waymo的工程,产品和法律团队密切合作,监督Waymo的产品安全计划的设计和增强。

Deborah Hersman——Waymo首席安全官

Deborah Hersman——Waymo首席安全官

在加入Waymo之前,在2009年至2014年期间担任国家运输安全委员会主席,并在2014年至2019年期间担任美国国家安全委员会首席执行官兼主席。

Waymo除了在管理者团队上体现出对安全的重视之外,最重要的则是Waymo的技术文化。

2017年,Waymo发布了一份自动驾驶安全报告,这也是Waymo官网至今仅有的一份官方报告。

Waymo安全报告

Waymo安全报告

在这份长达43页的安全报告中,安全一词共出现了252次,阐述了其始终将安全作为其技术的底层逻辑。

系统安全计划

Waymo在早期就建立了其系统安全计划,从设计到测试,再到验证的每个环节都必须考虑安全问题。

因此Waymo自动驾驶汽车每一个单独的组成部分都经过了严格的测试,以确保所有的子系统在集成为一个完整的自动驾驶系统时能够安全运行。

Waymo的系统安全计划涉及五个不同的安全领域:行为安全、功能安全、碰撞安全、操作安全和非碰撞安全。每一方面都需要一系列测试方法的组合,综合起来,就能够对全自动驾驶汽车的安全性提供高度可靠的保证。

行为安全:行为安全是指车辆在道路上的驾驶决策和行为。Waymo将功能分析、仿真工具和道路驾驶结合起来,充分了解在运营设计领域面临的挑战,并制定满足安全要求的多管测试和验证过程。

功能安全:功能安全旨在确保车辆的安全运行,即使有系统故障或故障。这意味着必须构建备份系统和冗余来处理意外情况。例如,Waymo所有的自动驾驶车辆都配备了一台备用计算机,一旦主计算机出现故障,备用计算机就可以接管车辆,使车辆安全停止(即风险最小)。Waymo所有的自动驾驶车辆都有备用的转向系统和刹车系统,以及整个系统的多层冗余。

事故安全:碰撞安全性(crashability)指的是车辆通过各种措施保护车内乘客的能力,包括为车内人员提供保护的结构设计,以及座椅约束和安全气囊等减轻伤害或防止死亡的功能。

操作安全:这是指自动驾驶车辆和乘客之间的互动。在安全操作的前提下,确保消费者在自动驾驶汽车上有一个安全舒适的体验。

Non-Collision安全:为可能与车辆发生互动的人解决了人身安全问题。例如,电气系统或传感器系统可能会对乘员、车辆技术人员、测试驾驶员、急救人员或旁观者造成伤害,Waymo在这方面提供了相当可靠的保障。

为什么选择全自动驾驶方向?

目前国内外自动驾驶的一个争论点,就是L3自动驾驶技术,以此划分了目前自动驾驶的两条路线。如果回过头来看Waymo,就会发现Waymo也经历过两条路线的选择,最终确定了目前的全自动驾驶驾驶路线。

先进的驾驶员辅助技术是Waymo团队最先探索的技术之一。

早在2012年,Waymo的前身——谷歌无人驾驶项目团队开发并测试了一个L3自动驾驶系统,它可以在高速公路上的单车道上自动驾驶,但仍然需要司机在接到通知后立即接管。

是不是听着很耳熟?Waymo早在八年前就已经测试验证了自动驾驶L3技术,但目前能做到这一点的自动驾驶公司仍是屈指可数。

然而,Waymo的内部测试中,Waymo团队发现人类司机对该技术过于信任,没有足够仔细地监控道路,以便在需要时能够安全控制。随着驾驶员辅助功能变得越来越先进,驾驶员经常被要求在几秒钟内从乘客变成驾驶员,通常是在具有挑战性或复杂的情况下,车辆承担的任务越多,这个过渡阶段就越复杂和脆弱。

因此Waymo的全自动驾驶系统被设计成在无人驾驶的情况下运行,有能力使车辆在任何系统故障的情况下安全停车(即最低风险条件),不需要任何人类司机接管。

当然要实现这一点并不是一件容易的事,为了满足自动驾驶的复杂需求,Waymo开发了一组传感器综合系统,让自动驾驶汽车在白天和晚上都能看到360度,最远可以看到三个足球场远的地方。

Waymo传感器综合系统

Waymo传感器综合系统

这组传感器主要由激光雷达系统,视觉系统,雷达系统,附加传感器组成,其中最主要的是激光雷达系统。

这个多层传感器组件可以无缝地一起工作,绘制一个详细的三维世界图像,显示动态和静态对象,包括行人、骑自行车的人、其他车辆、交通灯、建筑物和其他道路特征。

通过这套传感器系统,Waymo的自动驾驶车辆可以实现感知,处理,预测,决策一个闭环的自动驾驶,实现真正意义上的全自动驾驶。

感知-决策效果图.png

后文将在技术层面对Waymo的安全继续展开讨论。

作者:牛得汀EO

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