2000万英里实测,100亿英里仿真,Waymo如何炼就“老司机”?

最近,因为疫情形势严峻,美国的很多自动驾驶企业暂停了道路测试和商业化运营。

Waymo 也被迫关停了带安全员的 Robotaxi 商业运营项目,只有少部分没有安全员的自动驾驶车辆依然可提供服务,车辆在出车前都会进行全方位的消毒。

无法进行实际道路测试了,很多企业依然可以在仿真软件上训练自动驾驶系统的性能,这在很大程度上保证其研发进度不会受到太大影响。

借着这个机会,我们以 Waymo 为例,来聊一聊自动驾驶车辆测试的那些事。

自动驾驶车辆上路之前,必须对其硬件、软件等各方面进行非常严格的测试和验证,但这不是件一劳永逸的事情,因为自动驾驶硬件、软件会不断进行更新迭代,每一轮迭代都意味着要进行一次完整的测试验证流程。

现在很多的自动驾驶公司都是以月为单位(周期甚至更短)发布软件新版本,每一个版本都必须要经过周全测试才能进行部署。

即使是已经投入商业运营的车辆,依然肩负着测试的任务。

因为车辆一旦上路,各种各样奇怪的问题都会出现,系统需要发现这些问题,工程师才能找到解决方案,以后再遇到这类问题,自动驾驶车辆应对起来才能游刃有余。

Waymo 在进行自动驾驶车辆测试时,会先对自动驾驶软硬件的三大子系统单独进行严格的测试验证,然后再测试整车的安全和稳定性。

这三大子系统分别是:

基础车辆平台,OEM 本身就有严格验证;
自研的硬件,包括各类传感器以及计算单元;
自动驾驶软件系统,感知、规划、决策、控制系统。

在基础车辆平台方面,Waymo 现存的两大主力车型是 FCA 的大捷龙以及捷豹路虎的 I-Pace。

这两款车的背后是两大历史积淀的主机厂,在车辆质量测试和验证方面有深厚的积累,这些车在出厂前各种功能安全已经通过了相关监管机构的质量标准认证。

车辆本身并不是问题,主要的任务还是集中在自研的硬件和自研的自动驾驶软件方面。

Waymo 现在在密歇根州有自己的自动驾驶车辆组装产线,而且还与麦格纳的资深车辆工程师团队合作进行自动驾驶硬件套件的安装和标定。

传感器、计算单元等硬件在上车前,都会进行各种各样的失效验证和效果分析。


比如摄像头传感器在装车前,都要在实验室中经过上百项的单独性能验证,之后还要测试其与其他传感器的配合情况。

这是一个非常系统化的测试,将耗费大量的人力、物力和财力。

在自动驾驶软件的可靠性验证方面,Waymo 会对其系统的感知单元、行为预测单元以及规划决策单元进行单独、严格的测试。

由于系统是不断迭代的,因而每一次更新迭代都要经过一个完整的功能验证流程。

针对以上三个子系统的测试,除了基础车辆平台不需要 Waymo 花太多功夫之外,自研硬件和自动驾驶系统的测试都需要 Waymo 进行大量的投入,这些投入主要包括仿真测试、封闭测试场测试以及公开道路测试。

那么,Waymo 是如何从这几个方面入手,构建出完整的自动驾驶车辆测试能力的?

1.Carcraft:Waymo 的仿真测试利器

仿真测试已经是所有自动驾驶公司的标配,因为进行实际道路测试所耗费的资源量太大,而且在效率和效果上也无法完全满足要求。

2017 年,Waymo 首次对外公开了其自动驾驶仿真模拟器 Carcraft,这个名字取义自著名的网络游戏 World of Warcraft(魔兽世界)。

事实上,仿真模拟器与游戏的缘分很深,业内很多公司在早期就利用赛车游戏里面的场景来测试自动驾驶车辆。


Carcraft 是时任 Waymo 资深软件工程师 James Stout(2013 年加入 Waymo,2019 年回到谷歌)一手打造的。Carcraft 运行在谷歌的数据中心上。

这个软件可以全年无休地对自动驾驶车辆进行训练,根据 Waymo 官方在 2019 年给出的数据,其仿真测试里程已经突破了 100 亿英里。

作为参照,Waymo 创立 10 年来其车辆在实际道路上的测试里程是 2000 万英里。

2017 年的数据显示,在 Carcraft 上,Waymo 的 25000 台虚拟的自动驾驶车辆不停地行驶,每天总的行驶里程达到 800 万英里。

通过这些不间断的训练,Waymo 的自动驾驶系统不断强化已有的驾驶技能,并且习得全新的驾驶技能。

如今,虚拟车辆的规模和每天可以完成的仿真测试里程应该更进一步大幅增加了。


Carcraft 不但能回放路测车辆行驶的场景,还可以创造出完全虚拟的场景,真实与虚拟相结合,共同推动自动驾驶车辆性能的提升。

举个例子,在 Waymo 已经投放了自动驾驶车辆的亚利桑那州的 Mesa 地区,很多路口都有用于指示左转的黄灯,这样的路口有五条车道,必须在特定的时间左转进入到特定的车道,转早了不行、转晚了也不行。

首次发布时间:2021-11-16
最近编辑:3年前
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