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郑智,Google Waymo 2017自动驾驶安全技能陈述(一),千眼菩提

频道:社会资讯 标签:曾祥耿性非得已 时间:2019年09月06日 浏览:204次 评论:0条

2017年10月Google Waymo向美国交通部提交了一份43页的安全陈说,陈说中具体说明晰Waymo怎么装备和练习主动驾驭车辆,然后避免驾驭中的一般和意外状况发作。这份陈说对Waymo的主动驾驭技术进行了具体的解读,期望能够对主动驾驭从业者带来一些启示。

主动驾驭技术的必要性

2013年在全球有120万人死于交通事端;2016年美国有37461人死于路途交通事端;2015年美国有240万人在交通事端中受伤;94%美国发作的交通事端中因为人为失误引起;2/3的人在一生中至少遭受一次酒驾事端;主动驾驭技术每年能够避免数千人死于交通事端。

1.How Our Self-Driving Vehicle Sees the World and How it Works

主动驾驭轿车要处理的四个问题:

1.Where am I;

2.What’s around me;

3.What北极熊 will happen next;

4.What should I do;

1.1 Where am I

Waymo的主动驾驭轿车不依赖于GPS,它通过实时传感器数据与预先制造的三维高精度地童图穿插比照验证得到主动驾驭轿车在路途中的精确方位。

如下图所示,三维高精度地图中包含了路途特点、路途路肩、人行横道、车道线、红绿灯、Stop Sign等。

A Waymo vehicle’s onboard map view

1.孤苦伶仃2 What’s Around Me

Waymo主动驾驭轿车的传感器和软件继续的扫描周围300米规模内的环境信息:行人、车辆、机动车辆、非机动车辆、路途施工、路途障碍物等;并不断的从红绿灯色彩和铁路穿插道口的暂时Stop Sign不断读取交通操控信息;

1.3 What Will Happen Next

关于路途上的每一个动态物体,软件体系会依言据它们当时的速度和轨道猜测未来的运动;不同类型的路途交通类型参与者,他们的行为差异很大,所以软件体系会依据不同的动态物体类型(行人或许自行车等)别离猜测多条他们下一步的或许途径作为主动驾驭车辆下一步举动的参阅;Waymo的软件体系也会考虑路途环境的改动(比方前方车道拥堵)对周围车辆行为的影响。

1.4 What Should I Do

Waymo主动驾驭软件体系会依据取得的一切信息核算出可行进的最优驾驭战略,比方精确轨道、速度、车道、驾驭方向等。因为主动驾驭轿车能够360度继续调查路途环境、猜测其它路途运用者的未来行为,因直播tv而能够快速安全的应对任何路途事情。

2. Our System Safety Program – safety by design

Waymo内部有一套杂乱的体系安全流程:Safety by Design,Safety by Design的意义是从规划、研制、测验、验证的每一个环节都要考虑安全要素。这套流程机制衍生了Waymo许多要害的安全功用的规划,比方使得无人驾驭轿车在呈现技术毛病的状况下依然能够安全的停下来的要害郑智,Google Waymo 2017主动驾驭安全技术陈说(一),千眼菩提冗余安全体系;具有堆叠视界的传感器体系;无处不在的测验体系等等。

Waymo的System Safety Program包含五种类型: behavioral safety, functional safety, crash safety, operational safety, and non-collision safety。

2.1 Behavioral Safety

Behavioral safety是指主动驾驭车辆在路途上的驾驭决议计划和驾驭行为。与人类驾驭员郑智,Google Waymo 2017主动驾驭安全技术陈说(一),千眼菩提相同,主动态香凶恶驾驭车辆也必需求恪守交通规矩,处理各式各样的酒店吻戏预料之中和意料之外的各种场景。Waymo运用功用剖析、仿真东西、实践上路验证来了解在ODD(operational design domain)中面对的应战,规划安全要求和进行多管齐下的测验和验证流程。

2.2 Functional Safety

Functional safety保证在车辆体系失效或许反常的状况下依然能够安全驾驭。这意味需求一个备用冗余体系用来处理意料之外的状况。例凤绝全国纨绔假令郎如,咱们的主动驾驭体系安装了冗余核算体系,它能够在主核算体系毛病的状况下敏捷接收,使得主动驾驭车辆能够停靠到安全区域;每一辆主动驾驭车辆都有备用的方向盘和刹车,和许多层次的冗余体系。

2.3 Crash Safety

Crash Safety是指车辆通过各种办法维护车内乘客的才能,比方维护车内人员的结构规划到酱肘子减轻损伤或避免逝世的座椅束缚和安全气囊等功用。美国的磕碰安全(Crash Safety)由美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)发布的联邦机动车安全规范(FMVSS)包含,车辆制造商有必要证明其根本车辆契合适用的FMVSS要求。

2.4 Operational Safety

Operational Safety是指车辆和乘客之间的交互才能。通过操作安全,咱们能够保证用户在车辆上具有安全舒适的体会。Waymo通过危险剖析、已有的安全规范、广泛的测验以及各种职业的最佳实践来构建安全的产品才能。比方,Waymo通过前期的试乘机制,研制了一套能够使得乘客能够清楚指示目的地,指挥车辆靠边泊车,联络Waymo协助支撑的交互体系。

2.5 Non-Collision Safety

咱们着重与车辆交互的人群的人身安全。例如,避免电气体系或传感器或许对乘客、车辆技术人员、测验驾驭员、旁观者形成的潜在危险。

3. How Waymo’s Self-Driving Vehicles Work

咱们的主动驾驭不像现在市面上的自适应巡航操控体系(adaptive cruise-control)和车道操控体系(lane-keeping systems),它集成的软硬件能够在特定区域和特定约束条件下代替人类司机的一切驾驭功用,彻底不需求人类司机。这种技术在国际轿车工程师学会(SAE)主动驾驭体系界说中被称为Level 4级主动驾驭。咱们的技术不同于较低层次的主动驾驭体系(Level 1,Level2,Level3),Level级主动驾驭系郑智,Google Waymo 2017主动驾驭安全技术陈说(一),千眼菩提统能够在任何体系毛病时使车辆安全泊车(即最小危险条件,minimal risk condition),而无需人类驾驭员接收。

3.1 Our Vehicle Sensors

为了满意主动驾驭的杂乱需求,Waymo开郑智,Google Waymo 2017主动驾驭安全技术陈说(一),千眼菩提发了一系列传感器,使咱们的车辆在白日和晚上都能看到360度的视界,而且能够看到三个足球场以外的当地。Waymo多层次传感器套件无缝联接,制作出一幅具体的三维国际图画,包含了一切动态和静态物体(如行人、骑自行车的人、其他车辆、交通灯、修建锥体和其他路途特征等)。

LiDAR (Laser) System

LiDAR (Light Detection and Ranging) System 360度日夜不停的作业,每秒发射数百万个激光脉冲,并丈量从障碍物外表反射回车辆所需的时刻。Waymo主动驾驭体系包含三种内部开发的激光雷达:短程激光雷达、高分辨率中程激光雷达,以及能够看到三个足球场远的新一代长途激光雷达。

Vision (Camera) System

Vision System规划的目的是像人类相同通过视觉体系感知周围环境,它具有360度的视界,远超人类驾驭员120度的驾驭视界。因为咱们的高分辨率视觉体系能够检测色彩,因而它能够协助咱们辨认交通灯、修建区、校车和应急车辆的闪光灯。Waymo的视觉体系由几组高分辨率摄像机组成,长距离、日光和低光条件下都能够很好的作业。

Radar System

Radar运用波长感知物体和运动。它的波长能够穿透小的障碍物,这使得它能够在雨天、雾天、雪天或夜间都能发挥作用。Waymo的Radar体系具有360度接连视角,因而它能够盯梢车辆前方、后方和两边的路途运用者的运动速度。

Supplemental Sensors

Waymo车辆还装备许多额定的传感器,包含音频检测体系,它能够听到数百英尺以外的差人和紧迫车辆警报;GPS,它能够弥补咱们车辆对在大局空间方位的感知。

3.2 Our Self-Driving Software

主动驾驭软件是咱们轿车的“大脑”,它能够了解来自传感器的信息,并运用这些信息为各种场景下做出贫血吃什么最佳驾驭决议计划。Waymo花了八年时刻运用机器学习和其他先进的工程技术来构建和改进咱们的软件,并通过数十亿英里的模仿驾驭和超越350万英里的公路行进来练习和测验咱们的软件。

咱们的主动驾驭软件体系不只仅能够检测到障碍物的存在,事实上它能够判别出障碍物的类型,障碍物或许怎么运动,以及它的运动怎么影响咱们的车辆在路途上的行为。

虽pixxx然咱们的主动驾驭软件体系由许多不同的模块组成,但这儿首要具体介绍其间的三个首要模块:perception, behavior prediction, and planner。

PERCEPTION

Perception能够检测和分类路途上的物体,一起还能够估量它们的速度、航向和加速度。Perception模块不只能够协助咱们的主动驾驭车辆区别行人、骑自行车的人、骑摩托车的人、车辆等,一起它还能够区别静态目标(如交通讯号灯)的色彩。Perception使咱们的体系能够在语义层面上了解咱们的车辆周围的状况(比方红绿灯是否为绿色并答应车辆是否继续行进,车道是否因为路途布满锥桶而阻塞)。

BEHAVIOR PREDICTION

通过Behavior Prediction,咱们虞宗华的软件能够建模、猜测和了解路途上每个目标的目的。因为Waymo具有数百万英里的驾驭阅历,这使得咱们的车辆模型十分精确,能够精确反响不同路途运用者的行为。例如,咱们的软件了解虽然行人、骑自行车的人和骑摩托车的人看起来很类似,但他们的行为或许会有很我的女友大的差异:行人比郑智,Google Waymo 2017主动驾驭安全技术陈说(一),千眼菩提骑自行车或骑摩托车的人移动得慢,但他们能够忽然地改动方向。

PLANNER

Planner运用从感知模块和行为猜测模块中搜集到的一切信息,为主动驾驭车辆规划了一条可行进的路途。依据咱们的阅历,最好的驾驭员是防卫型驾驭员,这便是咱们采纳防御性的驾驭行为的原因,比方避开其他驾丰田兰德酷路泽驶员的盲点,为骑自行车的人和行人留出额定的通行空间。Waymo的Planner模块也会提早做一些驾驭预判,例如假如我北医网校们的软件体系发现前面的车道因施工而关闭,并猜测施工车道上的自行车手将借道机动车道,Planer模块会提早减速或许提早为自行车手腾出空间。运用实践路途的驾驭阅历,咱们也在不断改进咱们的驾驭行为,使得主动驾驭车辆在路途上的行进平顺舒适,让车内的乘客感到舒适,让其他路途运用者感到天然和可猜测。

3.3 Operational Design Domain

Operational Design Domain(ODD)是指主动驾驭体系能够安全运转的所需的条件。Waymo的ODD包含地舆方位、路途类型、速度规模、气候、时刻以及州和当地交通法规。

Operational Design Domain(ODD)能够十分约束,例如在白日温文的气候条件下,在低速公共大街或私家场所上设置一条固定路途。但是,Waymo现在正在开发的主动驾驭技术能够在宽广的地舆区域内的各种条件下的城市大街驾驭,比方能够在恶劣气候(如小雨至中雨)下行进;能够在白日和夜间行进等。

Waymo的体系被规划成不在其答应的Operational Design Domain(ODD)之外行进。例如,乘客不能在咱们答应的地舆区域之外挑选目的地;咱们的软件不会创立一条在“地舆围栏”区域之外行进的路途。别的,咱们的主动驾驭体系能够主动检测在其ODD内会影暗欲响安全驾驭的忽然改动(如暴风雪),并在条件改进之前安全的停下来。

咱们规划的主动驾驭体系能够恪守运转区域地址的联邦、州和当地的法令。法令的一切要求以及一切法令的改动都会作为安全需求归入咱们的主动驾驭体系,包含限速、交通标志和信号灯等等。咱们的主动驾驭车辆每到一个新的测验场所,都会尽力了解当地共同的路途规矩或驾驭习气,然后将这些内容更新到咱们的软件体系,使咱们的车辆能够安全处理这些场景。

Waymo的Operational Design Domain(ODD)在继续演化,咱们的最终目标是开发彻底的主动驾驭技术,能够在任何时刻、任何地址和任何条件下将乘客从A地送到B地。跟着咱们主动体系才能的添加,咱们将继续扩展咱们的Operational Design Domain(ODD),将咱们的主动驾驭才能带给更多的人。

3.4 Minimal Risk Condition (Fallback): Ensuring the Vehicle Can Transition to a Safe Stop

低等级主动驾驭的车辆,假如路途上的状况变得太杂乱技术无法处理或许技术自身失利的状况下,需求人工驾驭员来回收操控权。作为一个彻底主动驾驭体系,Waymo的技术有必要满足强壮到能够独立处理这些状况。

假如咱们的主动驾驭车辆不能继续按计划行进,它有必要能够履行安全泊车,即“minimal risk condition”或fallback。这或许包含主动驾驭体系遇到问题、车辆发作磕碰或环境条件发作改动,然后影响咱们ODD内的安全驾驭的状况。Waymo的主动驾驭体系会以每秒数千次的频率主动检测这些气候预报北京场景,查找体系毛病,一起为要害体系(如传感器、核算和制动等)装备了一系列冗余备份。主动驾驭体系依据毛病发作的路途类型、交通状况和技术毛病的程度等要素承认恰当的呼应(比方靠边泊车、安全泊车等),以保证车辆及其乘客的安全。

3.5 How We Build a Map for a Self-Driving Vehicle

在主动驾驭车辆上路前,咱们的地图团队会首要运用咱们安装在测验车辆上的传感器创立高度具体的三维地图。不同于卫星图画或在线地图,Waymo的地图为主动驾驭车辆供给了对物理环境的十分具体的语义了解:路途类型、路途长度以及其他地势特征等。

咱们在上述数据根底上添加交通操控信息如人行横道、交通灯和相关标志。

运用这些地图数据,咱们的主动驾驭体系能够要点重视它周围动态改动的环境(如其他路途运用者)。咱们的体系能够通过穿插引证实时传感器数据和车载3D地图来检测路途的改动,假如检测到路途发作改动(例如前方发作磕碰导致路途穿插口关闭),咱们的车辆能够在体系的ODD内从头承认路途,并向咱们的运营中心宣布警报,以便车队中的其他车辆能够避开该区域。

3.6 Data Recording and Post-Crash Behavior

Waymo有一个强壮的体系能够搜集和剖析路上遇到的数据,从一辆车的阅历中学到的任何东西能够适用于整个车队。当磕碰发作时Waymo的主动驾驭体系能够当即检测到并主动告诉Waymo操作中心,然后咱们练习有素的专家能够发动磕碰后程序,其间包含与法律部分和榜首呼应者互动的程序,以及将咱们团队的成员派往现场的程序,一起咱们的运营中心也有专家通过车内音频体系直接与乘客交流。

磕碰发作后,咱们会剖析一切可用数据(包含视频和其他传感器数据),以评价或许导致事端的要素,而且对软件体系进行必要的修正和晋级,并相应地更新车队中的每辆车。在事端中遭受损坏的车辆在修正之后,通过安全体系的验证测验,会从头回归车队。

3.7 Self-Driving Vehicle Cybersecurity

Waymo开发了一个强壮的流程来辨认、优先处理和缓解网络安全要挟,咱们的安全实践是建立在Google’s Security 根底之上的。为了协助开发未来的最佳安全实践,Waymo还加入了Auto ISAC,这是一项旨在增强全球轿车职业网络安全意识和协作的职业运营建议。

咱们从内中性粒细胞百分比偏高部和外部对自驾体系的一切潜在安全接入点进行了全面检查,并采纳办法约束这些接苹果售后入点的数量和功用。

咱们OEM合作伙伴在一起交流承认车辆的潜在薄弱环节,并在软件研制和车辆规划进程充沛考虑已知要挟,以保证主动驾驭体系的安全。新的软件发布有必要阅历广泛的同行评定和充沛的验证进程,其间的危险剖析和危险评价流程旨在辨认和减轻或许影响安全的危险。在车辆规划中,Waymo车辆的安全要害部件(如转向、制动、操控器等)与外部通讯阻隔;决议车辆移动的要害核算模块和车载3D地图都彻底被屏蔽,无法从车辆的无线衔接和体系进行拜访。

咱们还考虑了无线通讯的安全性。Waymo自郑智,Google Waymo 2017主动驾驭安全技术陈说(一),千眼菩提动驾驭车辆不依赖于继续的网络衔接来保证安全运转,路途上辆和Waymo之间的一切通讯(例如冗余蜂郑智,Google Waymo 2017主动驾驭安全技术陈说(一),千眼菩提窝衔接)都是加密的,包含Waymo的运营支撑人员和咱们的乘客之间的通讯。

这些维护办法有助于避免任何人(无论是乘客或邻近的歹意行为人)触摸咱们的主动驾驭车辆,危害或改动他们的安全行为。一起咱们有不同的机制来发现反常行为和剖析这些事情的内部进程,假如咱们意识到有人企图损坏咱们车辆的安全,Waymo将发动公司规模内的事情呼应程序,包含影响评价、遏止、康复和弥补等。


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