自动驾驶经历了哪些技术拐点？

[首发于智驾最前沿微信公众号]随着电动化的普及和市场竞争的加剧，传统内燃机正逐渐被新能源汽车所取代，随着智能化发展的不断演进，智能驾驶技术作为下一阶段的核心竞争力，正受到广泛关注。从最初的辅助驾驶，到如今以AI为核心驱动的自动驾驶系统，各大车企都在不断加码研发投入，试图在未来市场中占据制高点。那自动驾驶发展至今，经历了哪些技术拐点呢？

自动驾驶系统的发展历程

自动驾驶技术的发展是一个从理论探索到逐步成熟的过程。最初，自动驾驶系统主要依赖于传统的规则驱动方法，通过摄像头、雷达和激光雷达等传感器采集环境信息，再通过预设的规则和模型对数据进行处理和解析，模仿人类驾驶员的决策过程。这一时期，多采用基于“2D+CNN”的感知架构，通过卷积神经网络对摄像头图像进行特征提取和场景识别，但此类方法存在着对复杂场景识别能力不足、信息传递过程中误差累积等问题。

自动驾驶从规则主导到端到端的变革

随着特斯拉等厂商的技术突破，自动驾驶系统逐步迈入了多任务学习和大模型时代。2017年至2019年，特斯拉率先推出了HydraNet多任务学习神经网络架构，使得同一模型能够同时处理车道线检测、行人识别、交通信号灯判断等多种视觉任务，大幅提升了数据处理效率和实时性。随后，在2020至2021年间，特斯拉进一步引入“BEV+Transformer”的架构，将摄像头获取的二维图像转换为鸟瞰图（BEV），实现了多传感器数据在三维空间中的统一表达，从而解决了传统2D图像在距离估计和遮挡问题上的不足。紧接着，2022年占用网络（Occupancy Network）的出现，通过直接在3D空间中判断体素是否被占用，有效降低了对标注数据的依赖，并增强了系统对“corner case”情况的识别能力。

特斯拉端到端架构示意图

当前，随着大模型和强化学习技术的发展，端到端一体化架构正逐步成为业界关注的焦点。端到端模型通过将感知、规划、决策和控制等环节整合为一个统一的神经网络系统，能够直接从传感器数据输出具体的控制指令，从而减少了中间环节的信息损失和延迟。不过，这种方法在可解释性上仍存在一定挑战，因其内部决策过程较为“黑箱”，使得故障诊断和系统优化变得更为复杂。

算法架构：从规控到端到端的转变

自动驾驶系统的核心在于算法，如何从传统的规则控制（规控）架构演进到端到端模型，是当前技术变革的重要课题。在规控时代，系统主要依赖于人工设计的规则，通过对传感器数据的预处理、特征提取和手工设定的逻辑规则实现环境解析。虽然这种方法在早期能够较好地模仿人类驾驶行为，但其局限性在于对复杂场景的适应能力不足，以及在多传感器信息融合过程中可能产生的信息传递误差。

随着深度学习技术的迅速发展，基于数据驱动的端到端模型逐渐崭露头角。以特斯拉为代表的企业，通过大规模数据采集和海量算力支撑，开发出了一体化神经网络，将传统上各个独立的模块（感知、决策、控制）通过联合训练方式整合起来。这种端到端模型可以直接从原始传感器数据中提取特征，并通过神经网络进行场景理解与决策，从而大幅降低了信息在各模块间传递时的损失。尽管端到端模型在简化系统结构和提升反应速度方面具有明显优势，但其“黑箱”特性也使得系统在安全性和故障分析上面临更大挑战，因此，业内开始探索分段式端到端方案，即在保持部分模块独立性的同时，通过神经网络连接实现数据和决策信息的高效传递。

这一转变的关键技术在于如何实现多传感器数据的高效融合和场景重构。如通过BEV技术将摄像头捕捉的二维图像转换为鸟瞰图，不仅可以消除不同传感器之间的视角差异，还能在更高维度上统一表达环境信息；而Transformer模型则通过自注意力机制实现多模态信息的深度融合，使得系统在面对复杂动态场景时能够更准确地捕捉关键特征。对于特殊情况的处理，占用网络技术通过直接测量空间内物体体积的占用状态，实现了对未标注物体的识别和处理，进一步增强了系统的鲁棒性。

端到端大模型虽然已经取得了显著突破，但在实际应用中仍存在一些亟待解决的问题。为了进一步提升系统在复杂场景下的表现，业内开始关注视觉语言模型（VLM）和视觉-语言-动作模型（VLA）的融合应用。

VLM通过将视觉信息与语言信息进行深度融合，能够为系统提供额外的语义监督信号。例如，在道路标识、交通指示等信息的识别中，VLM不仅能够解析图像信息，还能结合自然语言描述，实现对复杂场景中交通规则的准确识别和理解。VLA则进一步在此基础上引入动作编码器，通过融合历史驾驶数据，实现从感知到决策再到执行的闭环优化。这样的多模态融合架构不仅能有效降低系统内部的传递延迟，还能大幅提升在极端驾驶场景下的决策准确性和响应速度。

VLM端到端模型技术示意图

随着大模型技术的发展，世界模型（World Model）也逐渐进入自动驾驶的研究视野。世界模型不仅能够对当前环境进行静态重构，更能够对未来一段时间内场景的演变进行预测，从而为驾驶决策提供更为前瞻性的指导。通过对海量真实驾驶场景视频的学习，世界模型可以在一定程度上实现对“corner case”场景的遍历，降低实际道路测试的风险和成本。技术从业者在研究过程中，应密切关注这些新兴模型的发展动态，结合实际场景需求，不断探索更为高效的多模态融合方案和实时反馈机制。

多模态信息融合与数据闭环的重要性

多模态信息融合是实现自动驾驶系统全面感知的核心技术。传统方法中，各传感器如摄像头、雷达和激光雷达采集的信息往往存在数据格式、分辨率和时延上的差异。如何将这些异构数据进行有效整合，形成一个准确、统一的环境模型，是提高自动驾驶系统安全性和决策精度的关键。

以BEV技术为例，将二维图像投影到三维空间中不仅解决了信息表达上的局限，还为后续算法提供了更具全局视野的输入数据。而Transformer架构则通过自注意力机制，使得不同来源的信息能够在一个共享的特征空间中进行互补和优化。在此基础上，占用网络进一步引入了对空间占用情况的量化分析，通过划分体素，实现了对复杂环境中各类障碍物状态的精准判断。

数据闭环机制在自动驾驶系统中同样至关重要。闭环数据采集和反馈系统可以使得算法在实际道路行驶中不断学习和优化，通过真实驾驶数据和仿真数据的迭代训练，系统能够逐步覆盖各类长尾场景和特殊情况。这种不断迭代的过程不仅提高了系统对异常情况的容错能力，也为大模型的持续优化提供了坚实的数据支撑。对于技术从业者来说，构建一个完善的数据采集、处理和反馈闭环体系，是确保系统持续稳定运行的重要保障。

市场反应或给车企带来方向参考

消费者对自动驾驶系统的接受程度其实可以通过“付费意愿”与“使用率”来衡量。智驾技术的设计初衷是为了让消费者减少驾驶疲劳感，但站在市场的角度，智驾技术的商业化也证明了消费者对该技术的追捧。

智能驾驶功能的两大评价指标

付费意愿通常反映在高阶智驾版车型的选购率上。当前不少车企采用“硬件标配/选装+软件付费”的模式，通过对消费者实际购车数据和交强险数据的统计，观察智驾版本的销量占比，以此客观反映消费者对自动驾驶技术的认可程度。现阶段，部分国内车企在车型中智驾版的占比已经达到了较高水平，表明在技术不断进步的推动下，消费者对于具备高阶自动驾驶能力的产品具有较高的支付意愿。

使用率则直接反映了消费者在实际驾驶过程中对自动驾驶功能的依赖和信任。常用的量化指标是每百公里驾驶中激活智驾功能的比例，不同场景下的使用率（如全场景、城市及高速）各具代表意义。全场景使用率反映了系统在各种复杂环境下的普适性和鲁棒性；城市场景使用率则对系统在复杂交通环境下的响应能力提出了更高要求；而高速场景使用率则主要考验系统在较为单一但连续性较高的驾驶环境中的稳定性。技术从业者可以通过不断追踪这些关键指标，及时调整算法模型和系统参数，确保自动驾驶系统在不同场景下均能达到预期的性能水平。

总结

自动驾驶技术正处于快速变革的关键时期。从最初的规则控制到如今端到端大模型的应用，再到多模态信息融合和数据闭环机制的不断完善，每一步技术突破都为系统的安全性、鲁棒性和智能化奠定了坚实基础。通过对高阶智能驾驶体验拐点的深入分析，我们可以看到，未来自动驾驶技术不仅需要在算法层面不断提升，更需要在数据采集、处理和反馈机制上形成闭环，为系统持续优化提供不竭动力。同时，通过对付费意愿和使用率等关键指标的量化评估，技术从业者能够更直观地了解市场需求和系统表现，从而有针对性地进行技术改进和产品迭代。

审核编辑 黄宇