本文经自动驾驶之心公众号授权转载,转载请联系出处。
“要么拥抱端到端,要么几年后离开智驾行业。”
特斯拉率先吹响了方案更新的号角,无论是完全端到端,还是专注于planner的模型,各家公司基本都投入较大人力去研发,小鹏、蔚来、理想、华为都对外展示了其端到端自动驾驶方案,效果着实不错,非常有研究价值。
为什么需要端到端?
首先我们聊一下当前的主流自动驾驶方案,主要核心部分包括:感知模块、预测模块、规控模块。每个模块相对独立,感知模块给预测模块提供动静态障碍物信息;预测模块为规控模块提供规划的参考,规划再转换为控制指令。从传感器端到控制端,需要多个功能支持,这就不可避免导致了累积误差,一旦碰到问题,需要整个pipeline做分析。而且每个模块的优化,并不能保证整个系统达成最优解。
这个时候,就希望有一种模型能够完成感知信息的无损传递,即从传感器端到输出控制策略端,这也是端到端自动驾驶提出的原因。传统定义上感知和规划模块的对接一般是通过白名单(比如机动车、行人、甚至occ输出的非通用几何障碍物)的检测与预测来完成,是人为定义的规则和抽象。随着产品的迭代,每一次都需要添加各类case,设计各种博弈的策略,从模型训练到工程部署再到逻辑设计,时间和人力成本高昂。
而且这种方式无法罗列所有情况,那么是否可以通过对整个场景的学习抽象,无损的将所有信息传递给PnC部分?这就是我们期望的端到端。端到端核心是优化最终目标且全局可导,作为一个完整的优化任务来看,直接求最优解,而不是先求感知再求规控的最优解。
端到端效果怎么样?
今年各大自动驾驶公司都在预研和落地相关端到端方案,小鹏、蔚来、华为、理想也都对外展示了其端到端方案。由于端到端模型的优势明显,各大自动驾驶公司都在拼命布局揽人,对应岗位薪资水涨船高,某想甚至开出了七位数给到该岗位。
那么各家的端到端自动驾驶效果怎么样呢?先来看看国外的特斯拉:
再来看看国内的UniAD效果:
不得不说,端到端是一个更简约的方法,更具有全场景的优化能力。
端到端有哪些技术栈?
行业里面的端到端主要分为完全端到端方案、专注于planner的端到端方案(包括某鹏的XPlanner)。顾名思义,完全端到端是从传感器直接到规控;而专注于planner的端到端以感知模块的输出作为先验,替换原来以规则作为主要形式的PnC模块。
从传感器到控制策略的(如果把条件再放松下也可以到轨迹输出)完全端到端方案更为简约,但同样面临一个问题,可解释性差。UniAD用分阶段监督的方法逐步提高了可解释性,但训练仍然是个难题。在足够体量和质量的数据群下,效果能够得到保证,泛化性能也不错。
而专注于planner的端到端方案,如果深究的话,只能算狭义上的端到端,但更贴合当下的量产方案和任务,而且可解释性也较高,是目前主机厂和自动驾驶公司优先推行和落地的。
如果从信息输入的角度上来看,又可以分为纯视觉方案(UAD、UniAD这类)和多模态方案(FusionAD这类),传感器成本不断在下降,多模态方案也一直是行业里面都在关注的点。
端到端的难点在哪里?
端到端的优势非常突出,但仍然有很多难点需要攻克。主要在于数据难定义、数据难制作、网络不好训练、模型不好解释优化、评测定义多种多样!很多公司无法像特斯拉一样获取海量数据,这也是个巨大的瓶颈。今年年中,自动驾驶之心收到了很多同学关于端到端实战相关的需求,虽然我们已经筹备过相关的内容,但早期端到端方案不够成熟,更多是以论文切入。工业界使用的方案关注较少,代码层面上也很少提及。