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自動駕駛決策系統

2026-08-28 05:00:02

自動駕駛決策系統係自動駕駛汽車嘅"大腦",佢接收感應系統傳來嘅環境資訊,判斷當前該做咩,並規劃出具體嘅行駛路線,然後交俾控制系統去執行

🧠 核心工作流程

決策系統嘅工作通常分為幾個層次,層層遞進

  1. 行為決策(行為決策):回答"當前該做咩"呢個宏觀問題。例如,係跟隨前車,定係準備變道超車,抑或是讓行?呢個層面決定咗車輛大致嘅駕駛策略。

  2. 運動規劃(運動規劃):喺行為決策確定後,規劃出一條由現有位置到目標點嘅具體、安全、平滑嘅行駛軌跡。呢條軌跡需要考慮到道路曲率、周圍車輛嘅位置同速度,以及乘客嘅舒適度。

  3. 閉環控制(控制):將規劃好嘅路徑轉化為具體、實時嘅方向盤轉角、油門同煞車指令,並不斷根據車輛實際運動狀態進行修正,確保車輛"聽話"地沿住規劃軌跡行駛

💡 實現途徑:三大主流技術流派

實現呢套決策流程,主要有三條技術路線,各有優劣:

  1. 模塊化系統(模塊化系統):呢個係傳統且廣泛應用嘅方案,將行為決策、運動規劃同控制等環節拆散成獨立嘅模塊,再由規則或模型串聯埋。佢可解釋性強,每個環節出咗咩問題都唔難追溯,方便調試;但模塊間嘅誤差可能會累積,導致整體性能下滑

  2. 端到端系統(端到端系統):呢條路線嘗試用一個巨大嘅神經網絡,直接從感應器輸入(如攝像頭影像)映射出駕駛指令(如方向盤角度)。佢最大嘅優點係避免咗級聯誤差,系統能全局優化,理論上性能上限更高。但佢嘅"黑盒"特性令可解釋性好差,人地難明佢點解會做出一個咁樣嘅決策,喺高安全要求領域係重大風險

  3. 基於優化嘅系統(基於優化嘅系統):呢種係介乎前兩者之間嘅方案。佢透過定義複雜數學"代價函數"(Cost Function),將安全、效率、舒適等目標量化,然後透過求解呢個函數嘅最優解嚟生成駕駛策略同軌跡。呢種方法安全性可驗證,行為可預測,因此被認為更適合大規模量產。其代表技術包括模型預測控制 (MPC) 人工勢場法 (APF)

🚀 前沿技術演進

決策技術本身亦喺快速演進,主要趨勢包括:

  • 模仿學習同強化學習: 利用大量人類駕駛數據訓練模型,讓 AI 學識老司機嘅駕駛經驗(模仿學習)。或者讓 AI 同環境不斷試錯互動,從獎勵同懲罰中自己摸索出最優策略(強化學習),同濟大學嘅研究就展示咗深度強化學習喺決策規劃當中的应用潛力

  • 預測同決策嘅深度融合: 過去係先預測其他車輛點走,再規劃自己嘅路。而家趨勢係將佢哋結合,變成一個更緊密嘅整體,好似"任務統一型規劃系統"(Task-Unified Planning System)噉,讓預測也服務於最終嘅駕駛目標,顯著提升避障等關鍵任務嘅完成度

  • 應對不確定性嘅決策: 複雜嘅真實路況充滿不確定性,你唔知周圍嘅車會唔會突然變道。新技術好似 Hi-Drive 採用嘅分層部分可觀察馬可夫決策過程 (POMDP),就試圖喺決策嗰陣就考慮到呢種不確定性,做出更穩陣嘅規劃

簡單來講,自動駕駛決策系統正從規則驅動、可解釋嘅模塊化時代,邁向數據驅動、更智能,同時需要平衡安全性同性能嘅融合時代。

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