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Waymo的自动驾驶技术——由摄像头、激光雷达、雷达和先进的机器学习（ML）组成——整体上比其各部分的总和更强大。
Waymo正在开发一个核心自动驾驶平台——Waymo Driver，它由硬件和软件组成，为一个能够跨地域、跨车辆类型和跨用例扩展的Driver奠定了基础。因为我们设计的自动驾驶司机可以同时驾驭这些不同的模式，所以从一个平台学到的系统需求和技能对另一个平台有利，反之亦然。随着由Waymo Driver运营的第一批完全冗余的L4 Freightliner的Cascadia卡车开始上路，我们想分享我们如何设计和制造我们的第五代硬件，专门用于8级卡车的恶劣使用环境。 驾驶多吨商用卡车需要考虑关键因素 要自动驾驶8级卡车，重要的是要深入了解不同的车辆平台及其各自的操作设计域（ODD）或驾驶时间和地点的条件，如各种地理位置，速度范围，一天中的时间和天气 - 如何影响我们的技术发展。Waymo Driver在这方面处于领先地位，因为我们已经拥有数百万英里的驾驶经验，这些经验从汽车到卡车，但是我们必须进行一些有趣的改进才能操作大型半挂车： 8级卡车需要更多的空间和时间 8级卡车本质上比乘用车大，需要更多的时间和空间来完成机动，特别是如果它们运输的是完整的拖车。因此，Waymo Driver需要以更远的距离和更高的清晰度查看物体，以便在有足够的时间执行安全，平稳和可预测的轨迹时做出更明智的决策。 8级卡车需要可靠性和冗余 当每天行驶数百英里的高速公路时，必须考虑每个站点之间的距离，以预测可能影响前进进度的计划外事件。当没有人类驾驶员在场，并且您以高速自动运输数吨货物时，这变得更加重要，因为其他类型的后备机制（例如冗余制动，转向，计算和传感器）需要用作备份。这就是为什么我们与戴姆勒卡车密切合作，专门为Waymo Driver打造了有史以来第一个冗余的L4就绪底盘。这是迈向商业化的重要一步，也是我们安全和负责任的商业自动驾驶卡车运输部署的基础。 8级卡车的运动量比汽车大得多 卡车的驾驶室位于车轮上方的减震器上，几乎完全独立于其下方的底盘移动，这意味着我们的传感器离道路更远，并且受到更多的运动和振动的影响。由于我们正在创建一个带有整个车辆传感器的单一集成系统，因此我们必须解决驾驶室如何移动与底盘如何移动的问题，以便为Waymo Driver创建一个有凝聚力的画面。由于拖车独立于驾驶室移动，因此拖车的重量和负载分布会影响整辆车的运动。使用充满液体的多吨拖车驾驶看起来与使用充满羽毛的拖车驾驶不同。
虽然任何有经验的卡车司机都熟悉这些基础知识，但对我们来说，在设计下一代硬件时考虑这些知识非常重要。利用这些关键考虑因素，加上我们数百万英里的自动驾驶体验，我们开始设计一个传感套件，以适应在城市环境中自动驾驶8级卡车和汽车的独特任务。 Waymo的自动驾驶技术——由摄像头、激光雷达、雷达和先进的机器学习（ML）组成——整体上比其各部分的总和更强大。每个传感器都与其他传感器相得益彰，为我们的车辆提供了更丰富的世界视角，使它们更安全、更有能力。借助这些功能，我们可以在各种条件下检测长达1公里的物体。以下是我们如何专门设计每个传感器，以应对与 Class 8 卡车运输相关的挑战。无论是在高速公路上行驶数百英里，还是在熙熙攘攘的街道上行驶，激光雷达都是自动驾驶驾驶员的关键传感器，无论照明条件如何，它都能够以3D形式精确测量周围的世界。Waymo Driver的激光雷达系列包括短程和远程激光雷达，旨在为自动驾驶系统提供其环境的统一视图。由于我们的短距离周界激光雷达在8级卡车上的位置比在乘用车上的位置更高，因此我们增强了第五代周界激光雷达的初始范围，以便进一步观察。这种增加的范围有助于Waymo Driver直接看到驾驶室周围以及附近的其他物体。我们的下一代激光雷达还具有显著提高的分辨率，使我们的Driver能够以令人难以置信的细节查看世界。这种高保真数据不仅有助于Driver识别更远距离的物体，而且还使Waymo Driver更深入地了解其导航的天气状况，这是长途路线上的一个挑战 ， 例如雾的密度或降雨的降水水平 - 知道何时以及多久清洁传感器以及调整速度。摄像头在卡车运输中发挥着重要作用，它们能够为Waymo Driver提供从近距离到远距离的不同道路视角。Waymo的相机经过精心设计，可以在100摄氏度的工作范围内可靠地对焦 - 无论是寒冷还是闷热。虽然自动驾驶驾驶员需要看到车辆周围的一切，因为我们的Waymo Via卡车大部分时间都花在长长的高速公路上，但看到更远的距离并更快地看到东西，使Driver能够计划更平稳，更可预测的驾驶行为。因此，利用我们的尖端感知，在我们的高清远程摄像头收集的数据之上，我们训练Driver感知和分类1000米外的物体，如车辆。虽然摄像头很擅长像人类驾驶员一样感知远距离的物体，但它们只有在光线充足的情况下才能看到物体，并且它们也可能被迎面而来的交通的前灯弄瞎或天气条件的限制。为了帮助在夜间和恶劣天气条件下检测易受伤害的道路使用者，我们在视觉系统中安装了热像仪。雷达天生擅长远距离观察，即使在最恶劣的天气条件下也相对不受影响，使其成为自主拖曳拖车任务的理想补充传感器。Waymo最先进的成像雷达与当今市售的其他雷达相比，具有无与伦比的探测距离和分辨率。有了它，我们可以在500米以上探测和跟踪许多目标，为我们的技术提供了更高的信心和推理和检测静态和移动物体的能力。作为RF传感器，雷达不受低角度太阳过度曝光或夜间曝光不足的背景光的影响，并且可以在单个帧中直接测量速度，而其他传感器通常使用多个帧来推断速度。此外，传感器的信号处理技术可以同时看到不同的方向，使其在机械上简单，便宜且可靠。随着我们降低了成本，并通过每一代定制硬件提高了传感器功能，我们还专注于开发一种商业上可行的全自动的解决方案，该解决方案针对正常运行时间进行了优化。高速公路对于任何传感器或驾驶员来说都是特别具有挑战性的环境，因为灰尘，道路污垢，虫子飞溅和鸟粪的发生频率相对较高。由于我们正在设计一个每天行驶数百英里的系统，因此我们开发了一种强大的自动车载清洁系统，该系统采用各种清洁工具（如定制喷嘴，雨刮器，涂层等）来保持传感器清洁，并使Waymo Driver在一些最恶劣的环境条件下在道路上行驶。我们还制定了全面的传感器清洁策略，该策略可检测并指示何时以及如何清洁传感器以及在什么条件下清洁传感器，所有这些都无需人工干预。由于Waymo Via卡车使用与我们的Waymo One汽车相同的定制传感器，只是配置不同，因此它们受益于与我们的乘用车相同的高级自动驾驶软件，并利用我们已经在公共道路上自动驾驶的数百万英里，以及模拟中行驶的数十亿英里。为了优化从一个车辆平台到下一个车辆平台的共享学习，我们尽可能相似地配置传感器，并利用相同的数据来帮助更有效地训练我们的机器学习模型；然而，从传感器放置的角度来看，卡车的几何形状比乘用车复杂得多。例如，在乘用车顶部集成一个单一的中央感知圆顶可以为Waymo Driver提供周围世界的完整视图。同样的方法不适用于卡车，因为车辆已经和我们想要的一样高，而且实际上有限制使它们更高 - 特别是立交桥的净空要求！此外，通过将传感器放在驾驶室的车顶上，您可能会在车辆旁边出现盲点。因此，我们没有使用一个中央感知圆顶，而是创建了一个单一的水平结构，并在卡车驾驶室上集成了传感器。- 首先，随着驾驶室的额外移动，水平横梁为我们的许多传感器提供了刚性底座，使我们能够轻松地在车辆周围生成一个有凝聚力的视图，无论道路有多颠簸，或者驾驶室在Driver 完成大转弯时有多倾斜。
- 然后，由于我们合作伙伴运输的拖车上没有传感器，因此水平结构和周边传感吊舱使我们能够将传感器推出以查看周围环境。这就像一个人类司机倚靠在窗外环顾拖车，但始终如此。
此外，通过在传感器条的每一侧平衡远程激光雷达，由先进的ML算法提供支持，Waymo Driver可以跟踪其驾驶的拖车的运动，无论是被强风吹拂还是完成转弯，以及就可能被它遮挡的东西做出明智的推断。水平结构的独特外观也使Waymo Driver与众不同。因此，无论您是人类卡车司机还是乘坐由Waymo Driver操作的卡车驾驶的乘用车，您都可以轻松识别并信任它，因为您知道它已经在Waymo的不同交通方式中经过了12年多的测试和验证。虽然我们现在只是分享有关8级卡车设计的细节，但我们的下一代Waymo Driver已经在卡车上工作了一段时间。事实上，它已经在我们的Peterbilt卡车测试车队上进行了集成和测试，这些卡车已经代表我们的合作伙伴（如J.B. Hunt和UPS）交付货物，并通过我们的SimulationCity每天在模拟中自动驾驶数百万英里。我们也一直在忙于在Waymo Detroit完成我们的第一个冗余Cascadia Freightliners的构建，因此他们也可以开始代表合作伙伴运送货物。在接下来的几个月里，这些Waymo Via卡车中的第一辆将在我们在俄亥俄州城堡空军基地和TRC的封闭式路线测试设施进行测试，并穿越西南地区的高速公路。
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