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輔助駕駛從VLM與VLA:2025年下半年的核心轉(zhuǎn)變

2025-04-28 15:11
芝能科技
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芝能科技出品

輔助駕駛技術正從基于規(guī)則和模塊化的傳統(tǒng)范式,邁向由視覺語言模型(VLM)和視覺-語言-動作模型(VLA)驅(qū)動的新階段。

● VLM作為車輛的“認知核心”,通過統(tǒng)一處理多模態(tài)感知數(shù)據(jù)和自然語言信息,使車輛能夠理解復雜的交通場景、遵守抽象的交通規(guī)則并響應人類指令。

● VLA則在VLM的理解基礎上,深度融合感知、理解與車輛控制,實現(xiàn)端到端、擬人化的駕駛行為。

01

從VLM到VLA

傳統(tǒng)的自動駕駛依賴精確的環(huán)境建模和規(guī)則編程,難以應對現(xiàn)實世界的復雜性與模糊性。

視覺語言模型(VLM)旨在解決這一問題,構建車輛的“認知核心”。

VLM的關鍵在于能夠統(tǒng)一處理來自攝像頭、激光雷達等傳感器的感知數(shù)據(jù),以及交通規(guī)則文本、導航信息、自然語言指令等語言數(shù)據(jù)。通過強大的模型架構,VLM能將這些異構信息編碼到共同的特征空間,實現(xiàn)跨模態(tài)的關聯(lián)與推理。

這使得車輛不僅僅是識別障礙物,更能理解場景的深層含義,例如識別特定標志牌并結(jié)合交通法規(guī)判斷當前行為是否合法,或理解用戶“靠邊停車”的語音指令并規(guī)劃執(zhí)行。

● VLM的應用廣泛,例如:

◎ 場景語義解析: 識別并理解“潮汐車道”、“施工繞行”等復雜交通語境,生成符合規(guī)則的駕駛決策。

◎ 智能人車交互: 理解自然語言指令(如“切換駕駛模式”),或識別視覺興趣點(如充電樁)并與之關聯(lián)。

◎ 高階安全判斷: 分析復雜場景(如無保護左轉(zhuǎn))下潛在風險,輔助決策。

實現(xiàn)這些能力需要強大的計算支持,VLM的出現(xiàn),讓自動駕駛系統(tǒng)從“看清”邁向“看懂”,是實現(xiàn)更高層級自主性的前提。理解世界僅僅是第一步,將理解轉(zhuǎn)化為恰當?shù)男袆邮亲詣玉{駛的最終目標。

視覺-語言-動作模型(VLA)正是負責這一轉(zhuǎn)化過程,實現(xiàn)從感知、理解到車輛控制的端到端連接。VLA將來自VLM或其他感知模塊的環(huán)境理解,與車輛的轉(zhuǎn)向、加速、制動等控制指令深度耦合,學習直接從輸入到輸出的映射。

它形成了一個端到端(End-to-End)的閉環(huán):接收感知和語言輸入,內(nèi)部進行決策,直接輸出控制信號。這種模式簡化了傳統(tǒng)系統(tǒng)的復雜層級,有望提升系統(tǒng)整體響應速度和魯棒性。

采用Diffusion模型生成駕駛軌跡,并結(jié)合ODE采樣器優(yōu)化規(guī)劃過程,顯著提升了軌跡生成質(zhì)量和復雜路況下的博弈能力,這代表了VLA在行為生成層面的重要進展。

VLM和VLA并非孤立工作,而是緊密協(xié)同, VLM理解場景、規(guī)則和指令,為VLA提供宏觀的駕駛意圖和策略指導(例如:根據(jù)導航規(guī)劃變道、識別危險需避讓)。 

VLA根據(jù)VLM的指導和實時的感知信息,生成并執(zhí)行精確的車輛軌跡和控制動作。VLA的執(zhí)行結(jié)果(成功或失。┛勺鳛榉答仯聪騼(yōu)化VLM對場景的理解和決策邏輯,形成持續(xù)學習的閉環(huán)。

02

VLA+英偉達Thor,

“空間智能體”

在導入VLA的狀態(tài)中,理想汽車是很快的。MindVLA(視覺-語言-行動模型)開始向融合空間智能、語言智能和行為智能的物理人工智能邁進。

圍繞3D空間理解、高效模型架構、增強邏輯推理、優(yōu)化軌跡生成、高精度仿真以及卓越泛化能力,讓車輛具備感知、思考和自主行動的能力。

● 3D高斯(3D Gaussian)作為核心中間表征,這是其空間智能的基礎。

與傳統(tǒng)的點云或體素表示相比,3D高斯能同時捕捉物體的幾何形狀和外觀信息,具有更強的語義表達能力和多粒度、多尺度的幾何表達靈活性。這使得系統(tǒng)能更全面、高效地感知和理解復雜的3D環(huán)境。

結(jié)合海量數(shù)據(jù)上的自監(jiān)督學習,系統(tǒng)能自動從無標注數(shù)據(jù)中提取有效的3D特征,大幅提升環(huán)境感知的精度和效率,為后續(xù)決策奠定堅實基礎。

為了在計算資源有限的車端環(huán)境運行大規(guī)模模型,采用了MoE(Mixture of Experts)架構并引入稀疏注意力(Sparse Attention)。

MoE允許模型在擁有龐大參數(shù)量的同時,針對特定輸入只激活部分“專家”網(wǎng)絡,實現(xiàn)計算的稀疏化,從而在不犧牲模型規(guī)模的前提下,維持較高的端側(cè)推理效率。

● 邏輯推理能力是提升的核心,通過訓練LLM基座模型學習人類思考模式,并有機結(jié)合**“快思考”(實時響應)和“慢思考”(深度推理),模型能根據(jù)不同駕駛情境靈活切換決策模式,提升決策的安全性和合理性。

同時,為了最大化利用NVIDIA Drive AGX算力,小詞表、投機推理和并行解碼等技術,結(jié)合英偉達的推理優(yōu)化,實現(xiàn)了高達7倍的推理效率提升,確保復雜推理也能滿足實時性要求。

● 擴散模型(Diffusion Model)優(yōu)化駕駛軌跡,以生成高質(zhì)量復雜數(shù)據(jù)聞名,應用于軌跡生成有望生成更平滑、更自然、更具博弈性的駕駛路徑。通過自車行為生成與他車軌跡預測的聯(lián)合建模,系統(tǒng)能更好地預測交通參與者的行為并進行合理應對。

通過構建人類偏好數(shù)據(jù)集并引入RLHF(基于人類反饋的強化學習)微調(diào),能更好地對齊人類駕駛習慣,顯著提升復雜和極端場景下的安全底線。

NVIDIA Drive AGX平臺和生態(tài)的支撐,在世界模型、NRE、模型訓練加速以及端側(cè)優(yōu)化部署等領域的技術進展。

小結(jié)在2025年,我們看到VLA通過3D高斯表征、MoE架構和Diffusion模型,實現(xiàn)了高效的空間理解、邏輯推理和軌跡生成,英偉達的Thor芯片、NVIDIA Cosmos世界模型和NRE引擎為VLA提供了強大的算力支持和仿真環(huán)境,加速了技術從實驗室到量產(chǎn)的轉(zhuǎn)化。

       原文標題 : 輔助駕駛從VLM與VLA:2025年下半年的核心轉(zhuǎn)變

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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