無人駕駛汽車的工作原理，是使用視頻攝像頭、雷達(dá)傳感器，以及激光測距器來了解周圍的交通狀況，并通過一份詳盡的地圖(通過有人駕駛汽車采集的地圖)對前方的道路進(jìn)行導(dǎo)航。
實(shí)際操作中，在無人汽車行駛過程中，車載電腦會從谷歌的數(shù)據(jù)中心下載相關(guān)的信息，本地則通過感應(yīng)裝置——一個標(biāo)準(zhǔn)的GPS模塊，加上一枚安裝在車頂?shù)募す鉁y距儀陣列，以及車身兩側(cè)的雷達(dá)獲取信息，把它們和下載到的路線結(jié)合處理，決定當(dāng)前的駕駛行為。安裝在車頂擾流板上的激光測距儀陣列，是整套感應(yīng)系統(tǒng)的核心裝置。它可以生成最近50英尺內(nèi)所有物體的三維圖像，并與上次手工駕駛的測量進(jìn)行比較，從而能對移動中的物體作出正確的判斷，然后作出附加的指令輸入。激光測距儀獲取的數(shù)據(jù)與GPS數(shù)據(jù)會在車載電腦里匯總整合，并對汽車航跡進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，這樣能大大地提高線路精度，將導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差縮小到厘米級。
雖然激光傳感器能區(qū)分出其他車輛、行人、自行車，以及其他大大小小的固定物體，而且不會發(fā)出肉眼可見的光線，但是它仍然需要雷達(dá)協(xié)助它探測遠(yuǎn)處的高速移動物體。安裝在車前的攝像頭可以幫助系統(tǒng)觀測道路指示牌和交通燈，并把信息傳達(dá)給車載電腦進(jìn)行處理作出相應(yīng)的動作。
可以想象，這一整套系統(tǒng)的編程會有多么麻煩，比如換道的算法，沒有交通燈時(shí)的路口會車等等復(fù)雜駕駛動作。以后者為例，無人車會先靠右停下來，觀察對方行動，如果對方?jīng)]有動作，它就往前挪一點(diǎn)點(diǎn)，再看對方反應(yīng)，如果還不動，那它才會開始轉(zhuǎn)向。
據(jù)谷歌介紹，無人駕駛汽車上路，目前還得有至少兩人“護(hù)駕”。一方面，整條路線還是需要先人工駕駛走行一遍，將路況、障礙和行駛時(shí)的各種駕駛動作記錄下來。與此同時(shí)，試車員需要坐在駕駛位上以備在出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)手控車輛，試車員隨時(shí)都可以通過踩下剎車，轉(zhuǎn)方向盤或者按下按鈕來轉(zhuǎn)換進(jìn)入手動駕駛模式。內(nèi)華達(dá)政府相關(guān)人士表示：無人駕駛汽車上路測試的前提是，確�？傆腥四軌蛟诜较虮P后進(jìn)行控制，另外還有一人能夠觀察駕駛系統(tǒng)。
