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端到端自动驾驶是一种革命性的技术方法。它利用深度学习模型,直接将来自摄像头、雷达、激光雷达等传感器的原始数据,映射到车辆的转向、加速、刹车等控制指令。这种方法跳过了传统自动驾驶系统中明确定义的感知、预测、规划、控制等中间模块,实现了从输入到输出的直接映射。
在端到端自动驾驶出现之前,传统的自动驾驶系统采用模块化或管道式架构。这种架构将复杂的自动驾驶任务分解为四个独立的子任务:首先是感知模块,负责识别和理解周围环境,检测车辆、行人、车道线、交通标志等;然后是预测模块,预测环境中其他动态物体的未来行为;接着是规划模块,根据感知和预测结果决定车辆的行驶路径和行为;最后是控制模块,执行规划好的路径,控制车辆的转向、油门和刹车。每个模块通常由不同的算法或团队开发和优化。
端到端自动驾驶和模块化技术各有优缺点。端到端的优势在于架构更简洁,减少了模块间复杂的接口问题,在复杂场景下可能表现出更好的泛化能力,随着数据量增加性能有潜力持续提升。但缺点是缺乏可解释性,难以理解决策过程,对训练数据要求极高,安全性验证是巨大挑战。模块化技术的优势是可解释性强,每个模块功能明确,易于调试和验证,在结构化场景下表现稳定可靠。缺点是模块间误差会累积传播,接口设计复杂,性能可能受限于最弱的模块。
未来自动驾驶技术发展方向很可能不是纯粹的端到端,而是端到端与模块化相结合的混合式架构。这种混合方法旨在结合两者的优点,提高系统性能、鲁棒性和安全性。目前做自动驾驶的公司很多,美国有Waymo、Tesla、Cruise、Aurora等,中国有百度、小马智行、文远知行、AutoX等。在L4级Robotaxi领域,中美两国都有世界领先的公司,竞争激烈,不存在明显的代差,而是各有侧重和优势区域。
总结自动驾驶的发展历程:从早期基于规则和模型的探索,如DARPA挑战赛,到模块化管道架构的成熟和应用,实现了L2和L3辅助驾驶的普及以及L4在特定区域的试点。随后深度学习和大数据的引入,带来了端到端或混合式方法的兴起。当前正处于L2广泛应用、L4在限定区域进行商业化探索的阶段。未来的发展将是技术不断融合创新,采用混合架构,数据积累和算法优化持续推进,同时面临法规、安全、成本和公众接受度等多方面的挑战,最终目标是实现更高级别、更广泛场景下的自动驾驶。