蓋世汽車(chē)訊 視頻中，頂部為淺藍(lán)色的淺灰色立方體沿著一條黑暗的高速公路滑行，四周被數(shù)十個(gè)綠色立方體包圍。這些綠色立方體在車(chē)道之間彈跳以試圖通過(guò)灰色立方體，但隨著黑暗景觀陷入人造夜景，灰色立方體始終保持穩(wěn)定的速度。

這是仿真城市（Simulation City），谷歌旗下Waymo測(cè)試其自動(dòng)駕駛汽車(chē)的虛擬世界，可為現(xiàn)實(shí)世界的體驗(yàn)做準(zhǔn)備。頂部為藍(lán)色的灰色立方體代表Waymo的一輛自動(dòng)半掛卡車(chē)，而綠色立方體則是人工高速公路上的所有其他車(chē)輛。

（視頻來(lái)源：theverge）

Waymo在自動(dòng)駕駛汽車(chē)運(yùn)營(yíng)商中地位獨(dú)特，因?yàn)樵摴静捎昧藘蓚€(gè)仿真程序訓(xùn)練車(chē)輛。第一個(gè)是CarCraft程序，從2017年就開(kāi)始使用。Waymo稱(chēng)該程序已經(jīng)行駛了50多億英里。Waymo在其最新的虛擬世界——Simulation City中，訓(xùn)練、測(cè)試和驗(yàn)證“Waymo driver”軟件，以確保其車(chē)輛能夠更好地應(yīng)對(duì)開(kāi)放道路中的所有挑戰(zhàn)。

Waymo高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Ben Frankel表示，在發(fā)現(xiàn)虛擬測(cè)試能力存在“差距”后，該公司決定加入第二個(gè)仿真程序。具體差距包括使用仿真來(lái)驗(yàn)證新的車(chē)輛平臺(tái)，例如近期Waymo在加利福尼亞測(cè)試的Jaguar I-Pace電動(dòng)SUV，以及Waymo配備傳感硬件和Waymo驅(qū)動(dòng)程序軟件的半掛卡車(chē)。

Waymo還使用Simulation City在新的運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域進(jìn)行測(cè)試，從而使車(chē)輛為在新城市推出做好準(zhǔn)備。目前，Waymo在亞利桑那州鳳凰城以外的郊區(qū)、舊金山和加利福尼亞州山景城部署了自動(dòng)駕駛車(chē)輛，并在在洛杉磯部署了可收集地圖數(shù)據(jù)的手動(dòng)駕駛車(chē)輛。迄今為止，Waymo表示已在二十多個(gè)城市測(cè)試其車(chē)輛，其中大部分在加利福尼亞州。由于擴(kuò)張進(jìn)展緩慢，Waymo希望Simulation City能夠推動(dòng)其自動(dòng)駕駛擴(kuò)張到新的城市。

Simulation City非常適合測(cè)試“端到端”自動(dòng)駕駛出租車(chē)旅行，例如穿越舊金山的20分鐘“僅限騎手（rider only）”。“僅限騎手”是Waymo對(duì)不配備駕駛員的無(wú)人駕駛汽車(chē)的形容。Waymo車(chē)隊(duì)大約擁有600輛汽車(chē)，其中亞利桑那州有300多輛，在約100平方英里的服務(wù)區(qū)內(nèi)運(yùn)營(yíng)，包括錢(qián)德勒、吉爾伯特、梅薩和坦佩鎮(zhèn)，但其完全無(wú)人駕駛的汽車(chē)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)地大小僅為該區(qū)域的一半。

仿真是自動(dòng)駕駛汽車(chē)難題的關(guān)鍵部分。這些程序使Waymo的工程師能夠大規(guī)模測(cè)試常見(jiàn)的駕駛場(chǎng)景和安全關(guān)鍵的邊緣情況，然后將其學(xué)習(xí)到的知識(shí)反饋到其真實(shí)世界的車(chē)隊(duì)中。

（圖片來(lái)源：theverge）

其關(guān)鍵詞是“規(guī)模”，因?yàn)檫@些仿真器可允許Waymo測(cè)試更遠(yuǎn)的距離，遠(yuǎn)超車(chē)輛在公共道路上的行駛距離。Waymo表示，截至2020年，該公司已仿真測(cè)試了150億英里的駕駛里程，而實(shí)際駕駛里程僅為2000萬(wàn)英里。在Simulation City中，這些真實(shí)世界的里程數(shù)可反映在仿真中行駛的里程數(shù)，這意味著Waymo對(duì)其為車(chē)輛構(gòu)建的虛擬情況的有效性和可靠性更有信心。

與Waymo之前的虛擬世界測(cè)試相比，Simulation City在可創(chuàng)建細(xì)節(jié)級(jí)別上，其計(jì)算能力更加先進(jìn)。例如，Waymo的工程師可以仿真很多東西，小到雨滴或復(fù)雜到傍晚太陽(yáng)眩光。過(guò)去，眾所周知，這些情況會(huì)混淆自動(dòng)駕駛汽車(chē)的感知硬件，從而導(dǎo)致難以識(shí)別交通燈等關(guān)鍵標(biāo)志。

除了自己的真實(shí)世界測(cè)試外，Waymo還使用各種數(shù)據(jù)源來(lái)幫助構(gòu)建仿真器的駕駛場(chǎng)景，包括美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration）的碰撞數(shù)據(jù)系統(tǒng)和交通研究委員會(huì)（Transportation Research Board）的自然駕駛研究數(shù)據(jù)。

該公司還利用其自動(dòng)駕駛汽車(chē)收集的人工智能和傳感器數(shù)據(jù)生成逼真的攝像頭圖像以進(jìn)行仿真。Waymo稱(chēng)這種技術(shù)為SurfelGAN（surfel是“surface element，表面元素”的縮寫(xiě)，而GAN代表generative adversarial network，生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，這是一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)術(shù)語(yǔ)）。

當(dāng)前的傳感器仿真器通常使用游戲引擎，例如Unreal或Unity，而這些引擎需要手動(dòng)創(chuàng)建環(huán)境和其他對(duì)象，例如汽車(chē)和行人。Waymo的工程師發(fā)現(xiàn)，這些游戲引擎難以擴(kuò)展，并且經(jīng)常無(wú)法在沒(méi)有大量額外工作的情況下生成攝像、激光雷達(dá)和雷達(dá)數(shù)據(jù)的真實(shí)近似值，因此創(chuàng)建出SurfelGAN。

SurfelGAN使用紋理映射的表面元素來(lái)重建場(chǎng)景和攝像頭視點(diǎn)的位置和方向。而使用人工智能可有助于擴(kuò)展產(chǎn)品，使其更容易、更高效地開(kāi)發(fā)。最近，Waymo多名研究人員共同撰寫(xiě)的一篇論文中對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了概述，其中包括首席科學(xué)家 Dragomir Anguelov。

密歇根大學(xué)（University of Michigan）機(jī)械工程教授、自動(dòng)駕駛汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)Mcity的負(fù)責(zé)人Huei Peng表示，使用這些新的仿真技術(shù)存在風(fēng)險(xiǎn)。主要的問(wèn)題是有缺陷的輸入數(shù)據(jù)將產(chǎn)生完全無(wú)用的結(jié)果，這在計(jì)算科學(xué)界被稱(chēng)為“垃圾輸入，垃圾輸出”。

Peng表示：“你必須做某種關(guān)聯(lián)才能說(shuō)，‘我的仿真不是垃圾，仿真和真實(shí)測(cè)試的結(jié)果間的相關(guān)性非常密切，即使在數(shù)量上不是100%相關(guān)’?！钡獸rankel表示：“Waymo已經(jīng)改進(jìn)了Anguelov和合著者去年在論文中概述的內(nèi)容。自發(fā)布傳感器仿真以來(lái)，仿真器的成熟度已經(jīng)大大提高。”

今年早些時(shí)候，Waymo展示了如何使用仿真，使自動(dòng)駕駛汽車(chē)更好適用于公共道路的案例。為了證明其機(jī)器人司機(jī)比人類(lèi)更安全，Waymo仿真了近十年來(lái)在亞利桑那州發(fā)生的數(shù)十起真實(shí)世界的致命車(chē)禍。該公司發(fā)現(xiàn)，用機(jī)器人引導(dǎo)的小型貨車(chē)替換兩車(chē)相撞事故中的任何一輛車(chē)都可以幾乎避免所有死亡。

Waymo在推出自動(dòng)駕駛出租車(chē)方面一直很保守，拒絕擴(kuò)大在亞利桑那州的服務(wù)區(qū)域，并在確定其軟件能夠勝任更密集、更復(fù)雜的城市環(huán)境之前，一直在海灣地區(qū)推出類(lèi)似的服務(wù)。但Frankel表示，Simulation City有助于其自動(dòng)駕駛汽車(chē)不斷“成熟”，為未來(lái)更廣泛地使用做好準(zhǔn)備。

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