Waymo的第五代硬件到底做对了什么?

尽管所有的汽车品牌都在自动驾驶这条赛道上狂奔，包括有着明显先发优势的特斯拉，然而，很不幸，这次领先的依然是Waymo。这大概是自从IT业打算毫不留情地切入汽车行业之后最为明显而确实的优势之一了，在软硬结合这一领域，传统汽车品牌还需要深入思考到底应该如何去填补这部分差距，毕竟就算是特斯拉，也不完全算是血统纯正的汽车品牌。

Waymo在这场比赛中最为聪明的地方在于，从很早开始，它就没有打算正面硬刚，而是秀出了IT企业一贯的柔软身段，放弃了自主造车这个选择。要知道，它的母公司是Google，这个世界上最优秀和最强的IT领头羊，也许它的选择可以叫醒某些执着得近乎愚蠢的企业吧。

上一次，Waymo拯救的是Chrysler旗下的MPV Pacifica，仅仅被Waymo确定为自动驾驶合作出行，就能让克莱斯勒将这部分数量作为业务的一项亮点提出来，也不知道到底该哭还是该笑。

现在，Waymo又确定了一轮新的合作伙伴，Jaguar的SUV I-Pace，未来两年内，这支全自动驾驶车队的数量将会增长到20,000辆——这个数据后来受到了否认，Waymo对于规模并不是特别在意。不得不说，Waymo还挺慈悲的，谁卖不好它就跟谁合作……

除了车，这一次，Waymo还换了什么呢？

这要回到我们最开始的问题，Waymo到底凭什么在这条赛道上领先？

加州现在毫无疑问是美国全境乃至世界范围内自动驾驶的天堂，加州政府的开放态度让无数意图在自动驾驶领域有所突破的企业趋之若鹜，而加州车辆管理局（DMV）每年的自动驾驶报告也被视为评定一个品牌在自动驾驶领域成就的重要依据。即便如此，在DMV的报告中的绝对领先优势也无法完全显示Waymo在这个领域的成就。Waymo最擅长的是软硬结合——传感器与算法，这使得它在这个既依赖线下实践也依赖线上模拟的领域一骑绝尘。

在2019年，Waymo在美国25个城市的公共道路上共录得超过2000万英里的自动驾驶里程，同时还手握超过100亿英里的计算机模拟测试里程。在加州DMV近日发布的2019年路测报告中，Waymo在加州共有148台路测车辆，总计路测里程145万英里（约合233万公里），脱离次数110次，MPD（每次干预行使里程）数值为13219英里（约合21273公里）。

我们先把线上模拟的部分放一放，毕竟算法需要一个更长的片幅去解析。我们来看一看在实际路测中最为关键的部件——传感器。

事实上，Jaguar与Waymo的合作关系从两年前便开始了，但不知道什么原因这两年Waymo的精力一直都放在了Pacifica身上。仅仅从外观上看，如果以稍微严谨一点的技术眼光审视，新装备的I-Pace与Waymo在两年前宣布与Jaguar建立合作伙伴关系时展示的模拟版本最大的不同就在于传感器。过去两年在Pacifica上我们常见的两个车顶激光雷达已经被压缩成一个单元，可以同时负责处理中距离和远距离的感测；车轮附近的周边激光雷达已由“周边摄像头”连接；格栅上装备了激光雷达和相机。

事实上，在过去的几年中，Waymo的数百名工程师最重要的工作就是更新大部分的自动驾驶硬件——摄像头，激光雷达和雷达。现在，I-Jaguar替代Pacifica成为了第一个受益于Waymo第五代硬件套件的试验品。

Waymo的第五代硬件到底做对了什么？

现在这套系统中的摄像头可以从500多米远的地方收集可用的数据，经过更新，所有传感器都能在更加恶劣的天气下透视环境并且稳定工作。这套系统可以重新装配到I-Pace上并正常工作。同样重要的是，这套系统也可以为商业化自动驾驶车队服务。Waymo的硬件主管Satish Jeyachandran表示，这一代硬件系统应该具有更大的可扩展性并且易于规模化制造，最重要的是，这套系统的成本将比之前降低一半——从技术领先到成本胜出，Waymo的商业化思维是缜密而流畅的，这也是自动驾驶硬件的必然进阶之路。做出一套精密而强大的系统固然不容易，但是在技术上并非不能克服，在成本上走出可商用化的平衡之道才是最难的一步。

Waymo的硬件之路其实一样很曲折，2009年安装在测试车Toyota的Priuse上的那套硬件里面包括了当时采购自Velodyne的价值约80,000美元的车顶激光雷达，当时Waymo的名字还是Google名下的Project Chauffeur。在此之后，Waymo就走上自主研发硬件的道路，其自产的激光雷达最早亮相于2012年左右的雷克萨斯SUV测试车上。

Waymo最正确的决定便是在Firefly之后放弃了自主制造车辆，而将注意力完全转向了传感器和计算机系统——这才是Waymo真正的强项。一套强悍的系统不是问题，问题在于如果不能可靠地将系统与传感器连接起来并实现稳定的数据传输和分析，自动驾驶的核心功能便会处于瘫痪之中。

Waymo 选择的自主研发道路其实并不平坦，首先，它注定很贵（包括数百名硅谷工程师的工资）；其次，它的成果至少在第五代硬件出现之前显得性价比并不高。2012年，Waymo的测试车上一套完整的系统大概要耗资约15万美元。尽管Waymo在2017年的报告中称其激光雷达的价格比上一年下降了90％以上，后来证明他们的成本核算有一定的问题，事实并非那么乐观。因此，我们之前报道的本周Waymo宣拿到的第一笔外部投资，由Silver Lake，加拿大退休金计划投资委员会和Mubadala投资公司牵头进行的22.5亿美元融资就显得相当重要了。在这一轮融资之前，Waymo的主要资金来源都是其母公司Alphabet，而这一轮融资之后，Waymo不仅有望摆脱这种单一的资金来源，更重要的是，我们可以将其理解为，硬件系统的商业化前景将更加明朗，Waymo的经济独立性也将进一步增强。

当然，Waymo并不是唯一选择自给自足的自动驾驶公司。自动驾驶行业发展到现在，依然没有足够的规模支撑起长效而健康的供应商体系，而需求的分散和不确定性让很多大公司都决定彻底省掉与供应商来回沟通和测试的时间成本，转而自行研发和制造。几年前，你很难想象需要一套激光雷达从250米的远处在雨中去识别一个穿着黑色衣服的行人，在如何处理道路上的生命体这个问题上，市场上的传感器总是有这样那样的问题。

Cruise（通用），Argo（福特）和Aurora都收购了一些制造激光雷达的创业公司，在根据需求开发定制激光雷达的同时也使用一些现成的版本。但是与之相比，Waymo取得的进步还是最大的。它已经完整地经历了多代硬件的开发，并开发了几种不同用途的激光雷达。I-Pace所使用的传感器套件的一大变化就是激光雷达的进化，它可以同时处理中距离和远距离的感测（Pacifica则需要使用不同工作距离的独立激光雷达）。Waymo的激光雷达主管Simon Verghese没有透露新产品的具体技术规格，但他表示，由于采用了“新架构”，新装置的分辨率比其前身好10倍。

但是在自动驾驶中，激光雷达并不是传感器系统的全部，一方面激光雷达可以提供不需要系统进一步翻译的直接而详细的信息，但另一方面，自动驾驶汽车还必须依赖摄像头（提供更好的测试距离和分辨率）和雷达（在所有天气情况下都能看到并能告诉系统被检测目标的移动速度）。因此，在这套第五代硬件系统中，Waymo也配备了自己的摄像头和雷达。I-Pace上的29台摄像机可以处理更多种类的照明条件，并能更好地应对极端温度。Waymo的工程师们还创建了新的“周边摄像头”，它们位于车轮附近，以发现非常靠近汽车的物体（你完全可以理解为，这是自动驾驶汽车解决自己“盲区”的最好手段）。比如，为了让车辆能够在黑暗中准确的识别使用了白光的管制路障，Waymo工程师添加了近红外灯来辅助摄像头。

Waymo 也对系统中的雷达进行了定制化改造。现阶段商用车中为自适应巡航控制和高级驾驶辅助系统所服务的技术细节能够进一步为自动驾驶所用的其实不多。因此，Waymo在这次硬件更新中构建了一个新版本，其中包括自己研发的天线罩、天线、电路板、机械外壳、固件和配套软件等。Waymo的雷达负责人Matt Markel表示，这些硬件系统都是Waymo自主研发并制造的，并且会专门用于自动驾驶。当现阶段标准的汽车雷达只能告诉系统诸如“多远距离外的某个物体以什么样的速度在移动”这样的信息时，Waymo雷达的分辨率可以做到将轿车与卡车区分开，以及将摩托车与行人区分开。

为了保护后备箱中的自主研发的计算机，Waymo的工程师使用了橡胶垫。这种橡胶垫形成了水密密封并且易于清洁，普通行李箱显然很难避免某些液体的渗漏，这种防护非常必要。而位于主激光雷达下方的16个摄像头组成的摄像头环，每个都有自己的刮水器以清除灰尘或雨水，并且能够从后备箱中的一个额外容器中抽取清洁液体。

Waymo的第五代硬件系统现在已经完成了封闭路线和耐久性测试的第一阶段，接下来，Waymo将要完成开放的公众道路测试，首先在硅谷，然后是其在凤凰城郊区的小规模客运计划。测试完成之后，Waymo将对硬件进行重新调适和装配，使其可以安装在Waymo的半自动驾驶卡车车队中。

Waymo的每一次技术革新都毫无疑问代表着业界的最高标准，这一点和Google一脉相承。然后第五代硬件系统的价值，不仅仅在于技术结构上的紧凑化，技术指标上的精密化，更重要的是，商业化的可操作性在进一步提升。在技术发展史上，一项技术真正开始焕发生命力，都是从普适性的商业化开始的，自动驾驶也不例外。