どのように無人運転車Waymoはサンフランシスコの霧に対応しているのか

2021年11月18日, 17:00

米国海洋大気庁（NOAA）のデータによると、サンフランシスコの天気予報を見ると、雲や霧が出る可能性が高いことが分かる。霧の朝の仕事や、霧に包まれた街の地域への夜の帰宅など、Waymoの無人運転車が乗客を安全に目的地まで届けられるよう、同社は開発しています。このような悪天候の問題に対応できるWaymo Driverです。

低く垂れ込める雲はこの街の象徴だが、ドライバー、人間でも自動運転車でも、さまざまな課題をもたらす。米国運輸省のデータによると、霧の中では毎年38,700件以上の自動車事故が発生し、600人以上が死亡、16,000人が負傷している。

霧は気まぐれだ。濃さが一定でなく、場所によってムラがあり、車のセンサーへの影響もさまざまだ。光学センサーなどの重要な表面に小さな水滴を残すほど濃い霧もあれば、センサー上に微細な水滴が生じ、見通せる距離に影響を与えることもある。霧は森林火災の煙やガソリンによる汚染などの粒子も取り込み、さらに不透明なスモッグを作り、見通しを一層困難にする。

雨が降っていても晴れていても、Waymo Driverは、ライダー、カメラ、レーダーからなる統合システムを用いて周囲を認識している。これにより、Waymo Driverは昼夜を問わず、最大3つのフットボール競技場の距離まで、全方位360度を見渡すことができる。

人間の感覚と同様に、Waymoの自動運転技術は、個々の部品よりも全体としてより強力になる。各センサーが他を補完し、システムにより豊かな世界の表現を与え、同社の車両をより安全で機能的にしている。例えば、カメラは看板の文字や信号機の色などの細部の検出に優れているが、霧によって視界が制限されることがある。

Waymoの第5世代の超先進レーダーは、ライダーやカメラを補完し、比類のない解像度、広い視野、そして速度を瞬時に測定できる独自の能力を備えている。光ではなくマイクロ波を使用するため、霧やスモッグなどの気象条件を透過して見ることができる。

同社はまた、信頼性の高いセンサー洗浄システムも開発した。撥水フィルムの使用から、センサー周囲の自然な空気の流れの形成、パルス式のエアスプレーとワイパーの活用まで、さまざまな仕組みを用いて、霧、雨、ほこり、その他の道路の汚れの水滴からセンサー表面を常にきれいに保っている。

Waymo Driverは、米国国立気象局が人間のドライバーにも自動運転車にも推奨している、霧の中で守るべき多くの非公式な交通ルールにも従っている。例えば、急停止や車線変更に備えて前方の車両との間に十分な距離を保ち、正しい車線に留まることなどだ。

「10年以上前に初めて冷たい灰色の愛の街を走り始めたときから、Waymo Driverに霧の中を走行する方法を教える必要があることは分かっていました。私たちが進出するどの都市でも、天候の問題は季節的で地域特有であり、時間とともに変化するため、特に難しい課題になり得ます」と同社は述べた。

Waymoのドライバーがあらゆる状況に備えられるよう、同社は天候試験を実施し、徹底的な調査によって自動運転システムをテスト、訓練、検証するための包括的なデータを収集している。そのため、追加のセンサーを備えたWaymo Driver搭載車両を見かけることがある。

無人運転車の乗客が目にする、このユーモラスなアンテナのような装置は、実は移動式の気象観測ステーションで、Waymoの気象チームが霧のデータを集め、水滴の濃度を把握する助けとなっている。

独自の天候試験を行うことで、Waymoは知見をさらに広げることもできる。人間のドライバーは晴れと霧を容易に区別できるが、同社は自動運転システムにもそれを認識させる必要がある。経験を活かし、エンジニアは、車両周辺の地域の天候を理解し、それに応じて挙動を調整するようセンサーを訓練することに成功した。特に、サンフランシスコの気候では、実際に霧が出ている場合に有用だ。

Waymoは、Simulation Cityのように現実的な知覚シミュレーションも作成でき、現実世界で望ましい天候条件がない場合でも、既存のデータセットを補完し、Waymo Driverのテストを続けることができる。

霧はサンフランシスコの丘やゴールデンゲートブリッジと同じくらい街の一部であるため、同社はこの挑戦を受けて立つことにした。Waymo Driverをより多様な環境で動作させる開発を続ける中で、フロリダ州マイアミやシアトルの雨季からニューヨークの冬まで、他の天候の研究にも積極的に投資している。同社は、「天候を追い続ける」ことを続けると述べている。

現在、Waymoのロボタクシーは、アリゾナ州フェニックス近郊で完全自動運転による配車を提供しており、サンフランシスコでは、人間の安全運転者が同乗して全ての配車を行っている。CruiseとWaymoは、2021年10月にカリフォルニアで自動運転タクシーの運行を開始する予定だった。