端到端自动驾驶算法研究背景 - 传统自动驾驶算法采用模块化流程：感知→预测→规划，每个模块输入输出不同，存在误差累积问题且感知信息存在损失[3][5] - 端到端算法直接输入原始传感器数据并输出路径点，避免了模块间误差传递，但面临可解释性差和优化困难等挑战[3][7] - 传统算法优势在于调试便捷和可解释性，而端到端方法在信息完整性方面表现更优[3] 端到端算法技术范式与挑战 - 当前主流采用模仿学习框架，包括行为克隆和逆优化控制两种方法，但难以处理corner case且真值数据存在噪声[7][8] - 评估方法分为开环（固定场景）和闭环（动态交互）两种，因果混淆现象是典型挑战[8] - 技术难点还包括输入模态多样性、多任务学习、知识蒸馏及安全保证等问题[8] ST-P3算法实现细节 - 采用时空学习框架，明确设计感知/预测/规划三模块，创新点包括自车中心累积对齐和双路预测机制[10][11] - 感知模块通过LSS范式生成BEV空间表征，考虑RO/PG角不为零的情况并进行时序融合[13] - 规划阶段引入红绿灯编码优化轨迹，代价函数综合距离/加速度/终点偏差等指标[14][15][16] UniAD系统架构 - 全Transformer框架以规划为导向，包含MapFormer/MotionFormer/OccFormer/Planner等模块[23] - 创新性引入五个代理任务提升性能，通过TrackFormer实现动态Agent跟踪[25][26] - 规划模块整合转向灯信号和自车特征，基于碰撞优化输出最终轨迹[31] 矢量化方法VAD - 将栅格表征转为矢量形式保持几何特性，计算速度优势明显[32] - 通过Map Query/Agent Query分别预测地图矢量和运动矢量，与自车状态交互完成规划[33] - 引入三类约束条件：碰撞约束/边界距离约束/方向约束，通过成本抑制机制优化[38][39][40] 概率化表征方法 - 采用概率分布替代确定性轨迹，解决多模态场景下的折中轨迹问题[42] - 离散化动作空间为4096种规划token，通过场景交互选择最优概率轨迹[43] - GenAD工作采用VAE式生成建模，训练时学习轨迹分布，推理时采样生成[44][46] 多模态规划进展 - 英伟达研究结合多模态规划与多模型学习，增加基于规则的教师模型蒸馏损失[49][52] - 监督信号涵盖无责任碰撞/可行驶区域合规/驾驶舒适性等指标[52] - 当前技术仍受限于数据驱动特性，对异常案例处理能力有待提升[53]