萝卜快跑和端到端的自动驾驶（1）

先看一篇论文

2311.18636 (arxiv.org)

这篇论文里有一个非常好的图

比较了一下模块化任务(级联任务)和端到端自动驾驶的区别

首先什么叫模块化任务(级联)

如上图所示，左边的方块中的子方块，是展示了自动驾驶获取数据的途径，这里包括：

• LiDARs（激光雷达）：使用激光束创建周围环境的高分辨率3D地图。它们对于检测障碍物、测量距离和提供详细的空间信息至关重要。
• Cameras（摄像头）：用于视觉感知，帮助系统识别交通信号、道路标志、车道标记以及其他车辆和行人。摄像头提供的高分辨率图像对于目标检测和分类非常重要。
• RADARs（雷达）：使用无线电波检测物体并测量其距离和速度。雷达在恶劣天气条件下（如雾或大雨）尤其有用，因为在这些条件下摄像头和激光雷达可能表现不佳。
• HD Maps（高精度地图）：提供详细的道路信息，包括车道结构、交通标志和地理特征，帮助车辆准确定位和导航。
• IMU（惯性测量单元）：使用加速度计和陀螺仪测量车辆的加速度和角速度，提供精确的运动信息，有助于定位和稳定控制。
• GPS（全球定位系统）：提供车辆的地理位置信息，结合其他传感器数据，实现厘米级的精确定位。

以上的各种sensor其实可以看出来大部分的自动驾驶的输入其实天生就是多模态的，但是可以任务比如纯视觉方案（特斯拉）它就不是多模态的吗？

这是一个错误的理解，特斯拉的纯视觉方案在训练时有text指令的输入，所以它也是多模态的。

或者目前可了解到的，只有特斯拉实现了端到端的模型，是不是只有纯视觉方案才有资格称得上端到端？这些概念都是错误的。

这个也是不正确的理解，那让我们看一下怎么定义端到端。

如图所示，传统的自动驾驶的流程是由多个模型组成的（有些模块甚至不能严格成为模型），比如上面的一个概述：

1. Perception（感知）：感知模块负责处理来自各种传感器的数据（如摄像头、雷达和激光雷达），识别并理解车辆周围的环境。这包括检测其他车辆、行人、道路标志、交通信号灯等。
2. Localization（定位）：定位模块通过融合GPS、高精度地图、IMU（惯性测量单元）等数据，确定车辆在环境中的准确位置。这是确保车辆能够正确导航和执行路径规划的基础。
3. Tracking（跟踪）：跟踪模块持续监控并预测周围移动物体的位置和速度，例如其他车辆和行人，以便系统能够做出及时和准确的反应，避免碰撞。
4. Path Planning（路径规划）：路径规划模块基于感知和定位信息，计算车辆从当前地点到目的地的最优路径。该路径需要考虑道路状况、交通法规和动态障碍物等因素。
5. Decision Making（决策）：决策模块根据感知、定位和路径规划的信息，决定车辆的具体行动。例如，选择何时变道、超车或停车等待，这些决策都需要综合考虑安全性和效率。
6. Controls（控制）：控制模块将决策模块的输出转换为具体的车辆操作指令，如转向、加速、制动等。确保车辆按照规划的路径和速度安全行驶。

这些模块协同工作，构成了一个完整的自动驾驶系统，能够感知环境、确定位置、规划路径、做出决策并执行控制指令，实现自动驾驶的功能。

这些模块，各自有各自的训练任务，而且后一个模块，一般依赖于前一个模块的输出质量。

比如如果你感知做的很垃圾，那么很不幸的是，你的跟踪，路径规划，决策啥的，都会受到影响。

另外对于开发模式来讲，传统的自动驾驶，感知肯定是感知组，拿CV模型做一些工作。

那么决策组里面，很多根本和大模型是不沾边的，是基于非常多人的一个team。来写各种驾驶情况下的policy，通过tree或者其他的可解释的算法来对感知送过来的output来进行决策。

那么对于端到端的自动驾驶来讲，这些以上的模块绝大多数都集成在一个模型里，大概这样

一般来讲目前能做到纯粹上面的那种模式，直接sensor拿到input，进一个端到端的模型，最后直接出控制信号，让比如方向盘刹车来觉得的这种少之又少，相当于你直接拿encoder的各种模态的外界信息，去做一个loss function为控制信号的模型，这个多少还有点那个的，至少损失函数不是特别好定义（你整个车多少控制单元呢）。

相当而言，下面的这个方式，比较好容易被接受，就是把感知，预测，决策这些模块在一个模型了，planning和control这些不用放在模型里执行，在模型外，可以写一些兜底的策略，比如紧急避障，紧急刹车，限速啥的。（据传闻，特斯拉的FSD12，现在主要是这个模式，应该也没做到第一种形态）

我刚到西安，我估计这个内容很多人感兴趣，但是确实写着写着有点累了，先写到这吧，当个连载来更，萝卜快跑，fsd12啥的后面写