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从贺岁片理解自动驾驶

  • 2026-11-02 00:25:37
从贺岁片理解自动驾驶
一直没有看过赛车的比赛,直到春节陪小朋友看了一出贺岁片《飞驰人生3》,里面有大量的拉力赛比赛的场景。每辆车里是2个人,一个是车手,负责开车,一个是领航员,拿着预先编制的路书,负责引导车手开车。大概就是下面的画风:
也就是说,在拉力赛这种极限的环境下,车手一个人的脑和眼已经不够用了,要深度融合2个人的大脑才能完成比赛。或者说,车手和领航员并不是两个独立工作的个体,而是一个分布式处理系统。
我试着将经典的自动驾驶架构(感知、判断、决策、执行)套用在他们身上,于是就发现一套极高效率的信息加工链路:

1. 感知 (Perception):双传感器融合

拉力赛的感知层分为“瞬时环境感知”和“预见性环境感知”。

  • 车手(近场高频感知): 相当于激光雷达和摄像头。

    • 感知路面当下的摩擦力、车身的侧滑角度、引擎的轰鸣声。

    • 负责处理视距范围内的动态障碍(如路边的观众、突然出现的石头)。

  • 领航员(远场超视距感知): 相当于高精地图 + V2X 信号。

    • 他的感知不来自眼睛看路,而来自对路书(先验数据)的数字化提取。

    • 他告知系统 200 米外、盲坡之后、视觉无法触及的物理环境。


2. 判断 (Situation Assessment):语义化处理

感知到的原始数据(Raw Data)需要被转化为有意义的驾驶语义。

  • 领航员:数据压缩与特征提取

    • 将路书上的复杂符号转化为简洁的语音(如“左 4 弯”)。这本质上是对道路曲率、危险等级的语义分割。

  • 车手:物理极限建模

    • 车手根据领航员给出的“左 4”,结合此时的车速、胎压、路面干湿程度,实时判断出赛车通过该弯道的最大物理极限曲线。


3. 决策 (Decision Making):分级规划

这是两人配合的核心,也是拉力赛最迷人的地方:决策权是交替触发的。

  • 领航员(全局路径规划 Global Planning):

    • 他决定了“节奏”。如果是“左 6 接 100 米直线”,他的语气会平缓,引导车手进入高速节奏;如果是“急左转,注意悬崖”,他的决策是强制性的风险规避。

  • 车手(局部路径规划 Local Planning):

    • 领航员说“不要切弯”,车手在执行时决定具体从赛道中间走还是靠外侧走。他负责规划那条毫米级精准的过弯弧线(Racing Line)。


4. 执行 (Execution):闭环控制

在执行层面,车手是唯一的终端,但领航员充当了反馈环 (Feedback Loop)。

  • 车手(控制底层协议):

    • 通过手脚对方向盘、油门、刹车、手刹和离合器进行协同操作。这相当于 底盘域控制器 (Chassis Control Unit)。

    • 在高速侧滑时,车手的反应是毫秒级的神经反射,跳过了逻辑思考。

  • 领航员(误差修正):

    • 如果车手入弯过快导致偏移,领航员会调整下一句指令的节奏,甚至大声提醒“慢一点!”或“稳住!”,这是一种动态重规划(Dynamic Re-planning),确保系统不至于崩溃(冲出赛道)。

车手和领航员需要长期的训练来达到完美的默契,才能完成这种融合,这也正是拉力赛最大的魅力所在。即便如此,对于一些极端的现场突发事件也会处理失败,导致事故。
事实上,2023年之前的自动驾驶,都是类似于拉力赛开车的模式,感知、判断、决策、执行,4个模块各司其职,但是遇到一些长尾场景,还是搞不定。这4个模块真正的耦合很难。
直到2023/08/02马斯克宣布,删掉特斯拉之前30万行C++的程序,另起炉灶,改用端到端的算法。新的版本是2024年开始交付的FSD V12版本。之后的自动驾驶就突飞猛进,逐步进入实用阶段了。
端到端的模型,无限接近车手的直觉,相当于针对复杂长尾场景的本能反应处理。
马斯克能采用端到端的算法,有一个前提条件,就是不论车载的硬件还是后台负责训练的超算,在当时算力都有了极大的提升,使这种无限接近人类直觉的算法成为可能。
类比来说就是,车队找到了一个超人,他可以向我们普通人在马路上用直觉开车的方式,在赛道上用直觉开车。
端到端的方式来开车,还有一个商业上的好处,就是用户是否接受自动驾驶实际上是第一次试乘的前几分钟就决定了,靠的是自己的感觉,不是什么厂家宣传资料的参数表。端到端的方式无限接近普通人自己开车而不是拉力赛车手开的车,试乘之后很容易建立信任,降低了推广成本。
自动驾驶走过了一个人开车、四个人开车再回到一个人开车的过程,对应的就是软件工程里耦合、解耦、再耦合的轮回。
所以,我相信,现在离最后的普及推广确实就是到了最后的临门一脚。
BTW:马斯克的推文都比较委婉,我的理解是今年2季度Cybercab的交付是板上钉钉的,年底的Optimus(Gen3)大概率不靠谱。

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