2004年，美国国防部发起了一项挑战：第一支开发出能在莫哈韦沙漠中赛跑的自动驾驶汽车的工程师团队将获得100万美元奖金。
尽管奖金无人认领，但这项挑战宣传了一个曾经只属于科幻小说范畴的理念——无人驾驶汽车。它引起了谷歌联合创始人谢尔盖·布林和拉里·佩奇的注意，他们召集了一支工程师团队，从经销商那里购买汽车，并用现成的传感器对其进行改装。
但是，让汽车自主驾驶并非易事。当时，这项技术尚属新生事物，谷歌自动驾驶汽车项目的设计师们缺乏方向。2012年加入该项目的安宥贞表示，知道从何开始是一项挑战。
“我们不知道该怎么做，”安宥贞说，她现在是Waymo（一家由谷歌最初项目发展而来的自动驾驶汽车公司）的设计主管。“我们当时正在摸索，不停地挖洞和添加东西。”
但在过去的五年里，自动驾驶技术取得了连续的飞跃。2015年，谷歌完成了首次在公共道路上的无人驾驶旅行。三年后，Waymo推出了其Waymo One叫车服务，用有人驾驶的自动驾驶小型货车运送亚利桑那州的乘客。去年夏天，这些汽车开始完全自主接送乘客。
然而，自动驾驶汽车面临的环境挑战很多：能见度差、恶劣天气以及难以区分停放的汽车和行人等等。但像安宥贞这样的设计师以及工程师们正在努力解决这些问题，他们利用高科技传感器来减少盲区，并帮助自动驾驶汽车克服障碍进行“观察”。
眼观六路
无人驾驶汽车通过三种类型的传感器了解其环境：激光雷达、摄像头和雷达。激光雷达创建街道的三维模型。它通过发送光脉冲并测量返回所需的时间，帮助汽车判断周围物体的距离、大小和方向。
“想象一下，你有一个100米外的人，还有一张100米外贴有人像的等身海报，”安宥贞说。“摄像头会看到相同的东西，但激光雷达可以分辨它是3D还是平面，从而确定它是人还是图片。”
同时，摄像头提供汽车读取街道标志和交通灯所需的对比度和细节。雷达可以穿透灰尘、雨、雾和雪，根据物体的速度、距离和角度对其进行分类。安宥贞说，传感器被压缩成一个圆顶状结构，置于Waymo最新汽车的顶部，并围绕车身放置，以实时捕捉完整图像。传感器可以探测到一英里外打开的车门，或者判断行人面对的方向。这些细微但重要的提示让汽车能够对路径上的突然变化做出反应。
（图片来源：Waymo）
Waymo
这些汽车还设计成能在道路上绕过其他车辆，使用360度鸟瞰摄像头，能看到500米以外的距离。例如，想象一辆U-Haul货车堵住了交通。一辆看不清前面的自动驾驶汽车可能会耐心等待它移动，从而造成堵塞。但安宥贞说，Waymo最新的传感器可以检测到对面车道驶来的车辆，并判断是否可以安全地绕过停放的卡车。
新的高分辨率雷达旨在从几个足球场远的距离发现摩托车手。安宥贞说，即使在能见度差的条件下，雷达也能看到静态和移动的物体。测量接近车辆速度的能力在变道等操作中很有帮助。
无人驾驶竞赛
Waymo并非唯一一家致力于开发适合公共道路的可靠无人驾驶汽车的公司。优步、Aurora、Argo AI 和通用汽车的 Cruise 子公司都有自己的项目，旨在将自动驾驶汽车大规模投入使用。Waymo 的新系统将传感器成本降低了一半，该公司表示这将加速开发，并帮助其与更多汽车制造商合作，将更多测试车投入使用。
然而，斯坦福大学自动驾驶系统实验室主任马可·帕沃内表示，挑战依然存在，因为完善全自动驾驶汽车的软件比制造汽车本身复杂得多。教汽车像人类一样运用判断力，例如判断在迎面而来的车流中左转是否安全，比制造其用于感知的物理传感器更困难。此外，他说，长距离视觉在农村地区行驶时可能很重要，但在对无人驾驶汽车需求最高的城市中，它并没有特别的优势。
“如果地球是平坦的，没有任何障碍物，那可能是有用的，”帕沃内说。“但在城市里，你总是只能看到前面几米远，这就不那么有帮助了。那就像有鹰的眼睛，但只有昆虫的大脑。”
