WAYMO的虚拟世界Simulation City 测试自动驾驶汽车

在《盖世汽车报》的视频中，顶部的一个浅蓝色和灰色立方体沿着一条黑暗的高速公路滑动，周围是几十个绿色立方体。这些绿色立方体在车道之间弹跳，试图穿过灰色立方体，但随着黑暗的景观沉入人造夜景，灰色立方体始终保持稳定的速度。这是一个模拟的城市。谷歌的Waymo测试了自动驾驶汽车的虚拟世界，它可以为现实世界的体验做准备。顶部的蓝灰色立方体代表Waymo的自动半挂卡车，而绿色立方体代表人工高速公路上的所有其他车辆。Waymo在自动驾驶汽车运营商中有着独特的地位，因为它使用两个模拟程序来训练车辆。第一个是CarCraft程序，该程序自2017年开始使用。Waymo声称该项目已经行驶了50多亿英里。Waymo在其最新的虚拟世界Simulation City中对“Waymo driver”软件进行培训、测试和验证，以确保其车辆能够更好地应对开放道路上的所有挑战。Waymo高级产品经理Ben Frankel表示，在发现虚拟测试能力的“差距”后，该公司决定增加第二个模拟程序。具体的差距包括使用模拟来验证新的车辆平台，例如Waymo最近在加利福尼亚州测试的捷豹I-Pace电动SUV，以及配备传感硬件和Waymo驾驶员软件的半挂卡车。Waymo还利用模拟城市在新的作战区域进行测试，为在新城市（300778，库存栏）上市做准备。目前，Waymo已经在亚利桑那州凤凰城、旧金山和加利福尼亚州山景城以外的郊区部署了自动车辆，以及可以在洛杉矶收集地图数据的手动车辆。到目前为止，Waymo表示，其车辆已经在20多个城市进行了测试，其中大部分在加利福尼亚州。由于扩张进展缓慢，Waymo希望模拟城市能够推动其自动驾驶向新城市的扩张。Simulation City非常适合测试“端到端”的自动出租车旅行，例如20分钟“仅限乘客”的旧金山之旅。”Waymo对无人驾驶汽车的描述是“只有骑手”。Waymo车队拥有约600辆汽车，亚利桑那州有300多辆汽车在约100平方英里的服务区内运营，包括Chandler、Gilbert、Mesa和Tempe镇，但其完全自动驾驶的汽车只有实际运营区的一半大小。仿真是自动驾驶汽车问题的关键部分。这些程序使Waymo的工程师能够对常见的驾驶场景和安全关键边缘情况进行大规模测试，然后将他们学到的知识反馈到现实世界中的车队中。

关键词是“规模”，因为这些模拟器允许Waymo测试更远的距离，远远超过车辆在公共道路上行驶的距离。Waymo表示，截至2020年，该公司已经模拟和测试了150亿英里的续航里程，而实际续航里程只有2000万英里。在Simulation City中，这些真实世界的里程可以反映在模拟中行驶的里程中，这意味着Waymo对其为车辆构建的虚拟环境的有效性和可靠性更有信心。与Waymo之前的虚拟世界测试相比，Simulation City在可以创建的细节级别上具有更先进的计算能力。例如，Waymo的工程师可以模拟许多事情，从小雨滴到复杂的傍晚阳光眩光。在过去，众所周知，这些情况会混淆自动驾驶汽车的感知硬件，从而难以识别红绿灯等关键标志。除了自己的真实世界测试外，Waymo还使用各种数据源来帮助构建模拟器的驾驶场景，包括美国国家公路交通安全管理局的碰撞数据系统和交通研究委员会的自然驾驶研究数据。该公司还利用自动驾驶汽车收集的人工智能和传感器数据生成逼真的摄像头图像进行模拟。Waymo将这项技术称为SurfelGAN。当前的传感器模拟器通常使用Unreal或Unity等游戏引擎，这需要手动创建环境和其他物体，如汽车和行人。Waymo的工程师发现，这些游戏引擎很难扩展，如果没有大量额外的工作，往往无法生成相机、激光雷达和雷达数据的真实近似值，从而创建了SurfelGAN。SurfelGAN使用纹理映射的表面元素来重建位置和方向……

场景和相机视点。人工智能的使用可以帮助扩展产品，使其更容易、更高效地开发。最近，Waymo的多名研究人员共同撰写的一篇论文概述了这项技术，其中包括首席科学家德拉戈米尔·安圭洛夫。密歇根大学机械工程教授、自动驾驶汽车试验场Mcity负责人Huei Peng表示，使用这些新的模拟技术存在风险。主要问题是有缺陷的输入数据会产生完全无用的结果，这在计算科学界被称为“垃圾输入，垃圾输出”。彭说：“你必须进行某种相关性，才能说，‘我的模拟不是垃圾，模拟和真实测试结果之间的相关性非常接近，即使在数量上不是100%相关。’”然而，弗兰克尔说，“Waymo在Anguelov和合著者去年在论文中概述的基础上有所改进。自传感器模拟发布以来，模拟器的成熟度大大提高。”今年早些时候，Waymo展示了一个如何使用模拟使自动驾驶汽车更好地适用于公共道路的案例。为了证明其机器人司机比人类更安全，Waymo模拟了过去十年在亚利桑那州发生的数十起现实世界中的致命车祸。该公司发现，用机器人引导的小型卡车代替碰撞事故中的任何汽车，几乎可以避免所有死亡。Waymo在推出自动驾驶出租车方面一直持保守态度，拒绝扩大其在亚利桑那州的服务区域，并一直在海湾地区推出类似的服务，直到确定其软件可以处理更密集和复杂的城市环境。然而，弗兰克尔表示，仿真城将帮助其自动驾驶汽车继续“成熟”，并为未来更广泛的使用做好准备。

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