大模型如何推動自動駕駛技術(shù)革新？

近年來，人工智能技術(shù)正以前所未有的速度在各個領(lǐng)域滲透與應(yīng)用，而大模型（大語言模型和多模態(tài)大模型）的迅猛發(fā)展為自動駕駛技術(shù)帶來了新的機遇。傳統(tǒng)的自動駕駛決策系統(tǒng)往往依賴于分模塊設(shè)計，從環(huán)境感知、決策規(guī)劃到車輛控制，各個子系統(tǒng)之間都是獨立工作，協(xié)同控制車輛的行駛，在復(fù)雜的交通場景下，這種分層架構(gòu)容易受到累積誤差、信息丟失以及實時性不足等問題的困擾。

大模型憑借其海量參數(shù)、跨模態(tài)數(shù)據(jù)處理能力和端到端學(xué)習(xí)范式，正逐步改變這一現(xiàn)狀。它不僅能夠在感知層面實現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)的高效融合，還能在決策層面通過深層語義理解和邏輯推理為車輛規(guī)劃出更合理的行駛策略，從而提升整體安全性與魯棒性。

大模型在自動駕駛中的優(yōu)勢

自動駕駛技術(shù)本身的發(fā)展歷程經(jīng)歷了從早期的輔助駕駛到逐步向全自動駕駛過渡的多個階段。早期的系統(tǒng)多依賴于簡單的目標(biāo)檢測和規(guī)則控制，隨著深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，采用CNN、RNN甚至GAN的方法使得環(huán)境感知和決策能力不斷提升，而BEV（鳥瞰圖）表示和Transformer結(jié)合的技術(shù)更是在一定程度上彌補了傳統(tǒng)方法在時空建模上的不足?？梢哉f，大模型的引入正在從根本上重塑自動駕駛系統(tǒng)的整體架構(gòu)，為未來L3、L4乃至L5級別的商業(yè)化落地打下堅實基礎(chǔ)。

基于Transformer的模型架構(gòu)通常采用自注意力機制，能夠捕捉長距離依賴關(guān)系，從而顯著提高信息處理的全局性和準(zhǔn)確性。通過預(yù)訓(xùn)練—微調(diào)的方式，模型在大規(guī)模無標(biāo)注數(shù)據(jù)上進行預(yù)訓(xùn)練后，再針對特定自動駕駛?cè)蝿?wù)進行微調(diào)，既降低了對大量標(biāo)注數(shù)據(jù)的依賴，又使得模型具備良好的跨領(lǐng)域遷移能力。多模態(tài)大模型可以同時處理圖像、點云、雷達數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)形式，實現(xiàn)從“看見”到“理解”的跨越，為自動駕駛系統(tǒng)賦予了近似人類的認(rèn)知能力。

大模型在自動駕駛中的具體應(yīng)用

在自動駕駛系統(tǒng)中，大模型的應(yīng)用主要體現(xiàn)在環(huán)境感知、決策規(guī)劃和車輛控制等多個層面。在環(huán)境感知方面，傳統(tǒng)系統(tǒng)主要依靠單一傳感器的數(shù)據(jù)進行目標(biāo)檢測和語義分割，但受制于光照、天氣以及傳感器自身的局限性，往往難以應(yīng)對復(fù)雜場景。大模型通過多模態(tài)數(shù)據(jù)融合技術(shù)，能夠?qū)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/482292.html">攝像頭、激光雷達、毫米波雷達及高精地圖等多種數(shù)據(jù)綜合起來，形成更為豐富和準(zhǔn)確的環(huán)境表示。如視覺-語言-動作模型（VLA）能夠同時提取圖像中的視覺信息和語義信息，在檢測障礙物、預(yù)測行人行為以及判斷路面情況方面表現(xiàn)出極高的準(zhǔn)確性。多個傳感器的信息經(jīng)過大模型的深度融合后，不僅提升了目標(biāo)檢測的魯棒性，還可以通過時間序列分析實現(xiàn)對動態(tài)場景的預(yù)測，為車輛決策提供更可靠的輸入。

在決策規(guī)劃層面，傳統(tǒng)的自動駕駛系統(tǒng)通常依賴預(yù)先設(shè)定的規(guī)則或基于模型的規(guī)劃算法，將感知結(jié)果轉(zhuǎn)換為路徑規(guī)劃和動作決策。但這種方法在面對未曾見過的復(fù)雜交通狀況時容易出現(xiàn)失效，且各模塊間的接口設(shè)計較為僵化，難以實現(xiàn)端到端的優(yōu)化。大模型通過端到端學(xué)習(xí)框架，能夠直接從原始傳感器數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息，并通過內(nèi)在的邏輯推理生成車輛控制命令。如DriveGPT4和LanguageMPC已展示出利用大模型進行多任務(wù)決策制定的潛力，其模型不僅能夠在復(fù)雜場景下生成合理的駕駛策略，還能提供詳細的解釋，增強系統(tǒng)的可解釋性。這種端到端決策的優(yōu)勢在于降低了信息傳遞過程中的中間誤差，并使整個系統(tǒng)具備自適應(yīng)新場景的能力。

車輛控制作為自動駕駛的最后一步，其要求不僅是決策的準(zhǔn)確性，更需保證系統(tǒng)響應(yīng)的實時性。由于大模型通常參數(shù)眾多、計算量巨大，直接部署在車載系統(tǒng)上存在一定挑戰(zhàn)。業(yè)界已經(jīng)在模型壓縮和輕量化方面做出了大量探索，通過模型蒸餾技術(shù)將大模型中的精華知識提取出來，再遷移到小型高效模型中，實現(xiàn)與車載硬件（如NVIDIA DRIVE AGX系列）的完美匹配。這種技術(shù)不僅能夠保留大模型的高性能，還能確保響應(yīng)時間滿足實時控制要求，從而在L3/L4自動駕駛的商業(yè)化過程中發(fā)揮重要作用。

在自動駕駛的仿真和閉環(huán)驗證方面，大模型同樣展現(xiàn)了巨大優(yōu)勢。利用大規(guī)模數(shù)據(jù)和合成場景進行訓(xùn)練，可以構(gòu)建出逼真的世界模型，通過數(shù)字孿生技術(shù)在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)閉環(huán)測試。這種方法不僅大幅降低了在真實道路上進行大量測試的風(fēng)險和成本，還能快速模擬各種極端和長尾場景，為模型的迭代優(yōu)化提供充分?jǐn)?shù)據(jù)支持。Waymo的EMMA模型便是借助仿真平臺和大模型技術(shù)，實現(xiàn)了高精度的軌跡預(yù)測和避碰決策，其表現(xiàn)遠超傳統(tǒng)分層系統(tǒng)，為未來全自動駕駛系統(tǒng)的閉環(huán)驗證提供了新思路。

此外，大模型在提升系統(tǒng)安全性和用戶體驗方面也發(fā)揮了重要作用。自動駕駛不僅僅是技術(shù)問題，更涉及人機交互和社會信任問題。通過自然語言處理技術(shù)，大模型可以實現(xiàn)與駕駛員的實時對話，提供行駛建議和應(yīng)急提示，甚至根據(jù)駕駛員情緒進行個性化輔助。這樣的交互設(shè)計能夠大幅提升乘客的信任感，使得自動駕駛系統(tǒng)不僅在技術(shù)上更加先進，而且在實際應(yīng)用中更符合用戶需求。

大模型在自動駕駛中的有何挑戰(zhàn)？

盡管大模型在自動駕駛領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大潛力，但要將其從實驗室成果轉(zhuǎn)化為商業(yè)化應(yīng)用，仍然面臨很多問題。實時性和計算資源是當(dāng)前最主要的瓶頸之一。大模型通常參數(shù)規(guī)模龐大，計算復(fù)雜度高，要在毫秒級別內(nèi)生成決策，對車載計算平臺的算力提出了極高要求?？梢允褂脤Ｓ玫?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/AI%E8%8A%AF%E7%89%87/">AI芯片，并通過模型蒸餾、量化等技術(shù)對大模型進行壓縮，力求在保證性能的同時滿足實時響應(yīng)需求。

安全性與魯棒性問題也是大模型應(yīng)用中的核心挑戰(zhàn)。自動駕駛車輛一旦發(fā)生決策失誤，后果可能十分嚴(yán)重。因此，大模型在實際應(yīng)用前必須經(jīng)過嚴(yán)格的測試和驗證，確保在各種復(fù)雜、極端場景下均能做出正確響應(yīng)。由于大模型具有“黑盒”特性，其內(nèi)部決策過程往往難以解釋，如何在保證高性能的同時提升模型可解釋性，成為監(jiān)管部門和車企亟待解決的問題。未來，結(jié)合強化學(xué)習(xí)、基于人類反饋的微調(diào)以及規(guī)則約束等方法，將有望設(shè)計出既高效又透明的決策系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)隱私與倫理問題在大模型應(yīng)用中同樣不容忽視。自動駕駛系統(tǒng)需要采集大量車輛、環(huán)境和用戶數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)的安全存儲與使用直接關(guān)系到用戶隱私保護。如何在充分利用大數(shù)據(jù)優(yōu)勢的同時，確保數(shù)據(jù)傳輸和處理過程中的安全性，是監(jiān)管部門首先要去解決的，必須制定嚴(yán)格的數(shù)據(jù)保護標(biāo)準(zhǔn)和隱私保護機制，為大模型在自動駕駛中的安全應(yīng)用提供制度保障。

軟硬件協(xié)同也是大模型落地的關(guān)鍵。大模型的成功應(yīng)用不僅依賴于算法創(chuàng)新，還需要高性能的硬件支持。當(dāng)前，各大廠商紛紛推出新一代車載計算平臺，如NVIDIA DRIVE AGX Pegasus、Atlan等，這些平臺為大模型的實時推理和大規(guī)模部署提供了硬件保障。傳感器技術(shù)的不斷進步也為多模態(tài)數(shù)據(jù)融合提供了更加豐富和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)來源。隨著自動駕駛?cè)鷳B(tài)系統(tǒng)的不斷完善，軟硬件深度融合必將推動整個行業(yè)進入一個全新的智能出行時代。

大模型對自動駕駛技術(shù)的深遠影響不僅體現(xiàn)在技術(shù)細節(jié)上，更引發(fā)了一場從傳統(tǒng)模塊化系統(tǒng)向端到端、從感知智能向認(rèn)知智能的范式變革。未來的自動駕駛系統(tǒng)將在大模型的引領(lǐng)下，實現(xiàn)更高精度的環(huán)境感知、更靈活的決策規(guī)劃以及更安全高效的車輛控制，同時在人機交互、個性化輔助以及數(shù)據(jù)安全方面達到全新水平。