[首發于智駕最前沿微信公眾號]VLM,即視覺語言模型,簡單理解下,其就是把“看見的東西”和“說出來的話”放在同一個腦子里理解的模型。我們平時把相機拍到的畫面交給視覺模型去做檢測、分割、深度估計這些任務,語音或文本交給語言模型去處理。
VLM則是把視覺信號和語言信號放一起訓練,使其可以把畫面用語言來描述,也能把一句話轉化成對畫面的關注點和推理。對于自動駕駛來說,這種能力并不只是多了一套“能說話”的模型,而是在很多復雜場景里,它能把單純的像素識別提升為語義理解。VLM能告訴汽車的不僅是“前面有個物體”,還能明確“這個物體的行為和上下文意味著什么、會不會帶來危險”。這種語義層面的理解,對決策端的穩健性和可解釋性都很關鍵。
VLM在自動駕駛里能真正解決的幾類問題
把VLM放到車上,它能直接改善的第一個問題是對“非常規、臨時或不標準信息”的識別和解釋能力。日常道路場景里常見的標志和信號很多,但真正讓自動駕駛頭疼的是那些如臨時施工、非標準路牌、交警指揮、地面臨時標線、搬運堆放的障礙物等不按套路出現的東西。
傳統的目標檢測網絡能把這些檢測為“物體”或“分類難以識別”的異常,但無法做出這是施工區、要減速并改道的結論。VLM則是把視覺證據和語言先驗(比如交通規則、施工常見表現、手勢含義)結合起來做推理,使其在面對這種長尾場景時,可以更容易地給出合理的語義判斷,從而指導后續決策。
VLM能改善的第二個問題是人機交互與自然語言導航的落地。現在的車機語音大多是命令式的“導航到A點”或“下一出口右轉”,當用戶用更口語、更復雜的描述方式時,傳統系統無法把語言和實時視覺上下文聯系起來。
VLM就能把司機或乘客的自然語言指令和車載攝像頭看到的場景對齊,理解這句話在當前路況下是什么意思,比如把“這條路前面經常堵,能不能走靠右那條出口再掉頭”的模糊表達轉成具體的可執行策略。這樣一來,用戶和自動駕駛系統之間的溝通就能更加自然,駕駛體驗也會更友好。
VLM還能提升小目標和潛在危險的識別能力。交通環境中很多致險源并不是清晰的、尺寸很大的對象,而是小而不顯眼的障礙物、站在路邊的騎車人突然靠近車道、或者有物體在遠處活動等邊緣場景。
VLM的優勢在于,它不只是判斷有沒有看到某個物體,而是能把視覺中一些并不顯眼的線索,與語言層面的場景經驗和上下文結合起來一起推斷。比如在路面上檢測到零散的撒落物時,單純從目標檢測置信度來看,這些物體可能尺寸小、形態不規則,很容易被判定為風險不高的場景。
但VLM可以進一步引入語義層面的判斷,把“路面有散落物”和“這些物體在短時間內可能被前車卷起、對后車造成二次風險”聯系起來,從而把場景理解為潛在危險狀態。這樣一來,自動駕駛系統生成的策略就會更謹慎,而不是只根據檢測分數高低來決定是否需要減速或避讓。
VLM還可以為自動駕駛系統提供可解釋的“說話能力”。在事故回溯、決策審查、或是向乘客解釋行為時,VLM可以把自己的感知和推理以自然語言形式輸出,說明“我為什么在這里剎車、為什么沒有變道”,這種解釋能力對安全監管和用戶信任都非常有幫助。相比黑箱的深度模型,能輸出語義解釋的系統更容易被接受。
把VLM放到車上,需要解決哪些問題?
現在很多VLM模型參數多、計算量大,推理并不適合毫秒級響應的車載控制回路。要解決這個問題,不能把VLM直接放在閉環控制里,而是把它當作“慢邏輯”或“輔助認知模塊”。如在常規、高頻的感知—控制回路里仍然用輕量級的視覺模型和規則來完成,VLM則時在遇到模糊場景、異常情況或需要語義推理時參與決策,提供解釋和建議。這樣可以平衡實時性和深度理解,但也需要解決如何在兩套系統之間同步信息、如何融合不同模塊的置信度、以及如何避免沖突指令等問題。
VLM在訓練時還會學習大量視覺與語言的統計規律,但交通場景和規則具有地域性、文化性差異,同一個手勢在不同國家含義可能不同,臨時路標的樣式和語義也會變化。如果不做定向化的本地化訓練或規則校準,VLM可能在一些地區出現理解偏差。這就需要把VLM的輸出與明確的法規數據庫、地圖語義和本地化規則耦合,形成可控的語義層。
雖然VLM能輸出解釋,但它的內部推理仍有黑箱成分,尤其是在多模態交互推理時,模型可能基于復雜的特征組合得出結論。對于自動駕駛這種高安全性場景,單靠模型隱含的解釋還不夠,必須設計可驗證的冗余機制和形式化的安全檢查,確保模型輸出不會在關鍵時刻誤導控制器。
訓練強大的VLM需要如車載視頻、圖像注釋、語音與文本等大量標注或弱監督的跨模態數據。這些數據的收集、標注和使用涉及隱私、合規與標注成本問題。需要制定嚴格的數據治理策略,并盡量采用如少樣本學習、遷移學習或知識蒸餾等數據高效訓練方法,減少對大規模標注數據的依賴。
如何將VLM和現有自動駕駛系統結合起來
要讓VLM在自動駕駛系統中真正發揮作用,同時又不引入不可控風險,比較現實的做法不是讓它直接接管控制,而是從系統架構上給它一個合適的位置。
一個常見思路是采用分層協同的方式,把車端最核心的感知與控制閉環繼續保持為高頻、低延遲的體系,用來應對絕大多數確定性較強的場景,VLM則可放在中低頻層,作為情景理解和語義推理模塊存在。當系統遇到規則難以覆蓋、感知結果存在歧義的復雜或模糊場景時,由VLM給出更高層的語義判斷和風險提示,再把這些信息傳遞給決策層參考。這樣做的好處是,自動駕駛的實時性和安全底線仍然由成熟可靠的模塊保證,VLM的語義能力只在“需要思考”的時候介入,不會拖慢整體響應。
在這個基礎上,VLM的輸出本身也需要被約束。VLM的結果應被當成一種參考意見,而不是直接當成最終指令。也就是說,VLM可以告訴系統“我覺得這個場景可能意味著什么”,但不能直接決定車該怎么開。它給出的判斷,需要和高精地圖里已有的信息、明確寫在交通法規里的規則、車輛本身能不能做到的物理限制,以及雷達、激光雷達這些更穩定的傳感器數據放在一起綜合判斷。自動駕駛系統應用一套清晰、可檢查的邏輯去比對這些信息,看看它們是不是互相一致、有沒有明顯沖突。
這樣做的好處是,如果VLM在某些不熟悉的區域,或者遇到少見場景時判斷不太準,整套系統也不會被它“帶偏”。一旦其他傳感器或規則給出了更明確、更可靠的信號,系統就可以否掉有風險的操作,選擇更保守、更安全的行為。
要讓VLM真正跑在車上,還需要對模型進行針對性的壓縮和優化,把原本偏研究級的大模型能力,轉化為適合車端部署的版本。常見的做法包括通過知識蒸餾把語義理解能力遷移到更小的模型上,結合剪枝和量化降低算力和存儲需求,只保留對駕駛決策最有價值的部分。在算力條件允許的情況下,也可以采用邊緣—云協同的方式,把復雜、耗時的推理放在車端之外的邊緣計算資源上完成,車端則負責調用結果、做一致性校驗和短時緩存,以此在性能和實時性之間取得平衡。
對于自動駕駛系統來說,應要把VLM的可解釋性當成系統級能力來設計,而不是模型的附加功能。相比只輸出一個結論,讓模型盡可能給出“為什么會做出這個判斷”的語義解釋,并把這些解釋與對應的視覺證據、時間戳一同記錄下來,可以直接服務于事故分析、系統調試和監管合規。這樣的設計不僅有助于工程團隊理解和改進系統行為,也能在一定程度上提升用戶和監管機構對自動駕駛系統的信任度。
這樣一來,VLM不再是一個孤立的大模型,而是可以嵌入到一套有邊界、有約束、可審計的自動駕駛架構中,在發揮語義理解優勢的同時,把風險控制在工程可接受的范圍內。
最后的話
VLM真正的價值,并不在于它“懂得更多”,而在于它為自動駕駛補上了過去一直缺失的一層語義理解能力。它讓系統不再只圍繞檢測分數和規則觸發做反應,而是可以嘗試回答“這個場景意味著什么、接下來可能會發生什么”。在自動駕駛中加入VLM,可以讓自動駕駛系統在面對不確定性時更有“分寸感”,可以做到不僅能看得更懂場景,更知道哪里該做出謹慎的動作。
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