智能驾驶规划算法十年演进(2015–2025)

一句话总论:
2015年规划算法还是“规则+Frenet网格优化+手工调参”的刚性工程时代,2025年已进化成“端到端VLA大模型轨迹直出+游戏论社交博弈+量子不确定性自愈+全域自进化规划”的语义意图时代,中国从跟随Tesla跃升全球领跑者(小鹏XNGP、华为ADS、理想NOA、比亚迪天神之眼等主导),规划时延从秒级降至<50ms,轨迹精度从米级升至<5cm全场景,成功率从85%升至>99.9%,推动智驾从“被动轨迹跟随”到“主动社交意图预测规划”的文明跃迁。

十年演进时间线总结
年份 核心范式跃迁 代表算法/模型 规划时延/轨迹精度 社交/自适应能力 中国贡献/里程碑
2015 规则+Frenet网格搜索 A*/RRT + Frenet优化 秒级 / 米级 无社交 百度Apollo初代规则规划,中国几乎无城市规划
2017 采样优化+初步MPC RRT* + Frenet MPC 500ms–1s / 亚米级 简单跟车 小鹏/华为初代MPC规划,高速变道初探
2019 行为预测+MPC交互优化 Social GAN + NMPC 200–500ms / 分米级 变道博弈 蔚来NOP + 小鹏NGP交互MPC规划
2021 强化学习+游戏论自适应规划 PPO RL + Game Theory MPC 100–200ms / <10cm 博弈超车/礼让 小鹏NGP + 华为ADS 2.0 RL游戏论规划
2023 端到端VLA规划元年 UniAD + DriveVLA轨迹直出 <100ms / <5cm 社交意图规划 小鹏XNGP + 华为ADS 3.0端到端VLA规划
2025 VLA自进化+量子不确定性终极形态 Grok-4/DeepSeek VLA + Quantum MPC <50ms / <2cm(量子鲁棒) 全域社交自进化(零干预) 华为ADS 4.0 + 小鹏第二代VLA + 比亚迪天神之眼规划
1. 2015–2018:规则+Frenet网格搜索时代
  • 核心特征:规划以A*/RRT采样+Frenet坐标系优化+规则状态机为主,时延秒级,无社交意图建模。
  • 关键进展
    • 2015年:百度Apollo初代Frenet规划。
    • 2016–2017年:RRT*采样+iLQR优化,小鹏/华为高速规划初探。
    • 2018年:NMPC初步商用。
  • 挑战与转折:城市非标刚性崩溃;行为预测+游戏论兴起。
  • 代表案例:Tesla Autopilot初代规则规划,高速跟车为主。
2. 2019–2022:行为预测+优化交互时代
  • 核心特征:Social GAN行为预测+游戏论博弈+NMPC/RL优化,时延200–500ms,支持变道超车社交博弈。
  • 关键进展
    • 2019年:蔚来NOP + 小鹏NGP NMPC交互规划。
    • 2020–2021年:PPO强化学习+游戏论,理想NOA跟进。
    • 2022年:华为ADS 2.0博弈规划,城市交互成功率>95%。
  • 挑战与转折:长尾弱;端到端VLA大模型突破。
  • 代表案例:小鹏NGP城市变道博弈规划。
3. 2023–2025:VLA端到端自进化时代
  • 核心特征:端到端VLA大模型轨迹直出+游戏论社交意图+量子不确定性补偿+亿级仿真自进化,时延<50ms,支持全域社交零干预规划。
  • 关键进展
    • 2023年:UniAD/DriveVLA全栈端到端,小鹏XNGP + 华为ADS 3.0城市社交。
    • 2024年:DeepSeek/Grok-4 VLA专用,量子辅助不确定性。
    • 2025年:华为ADS 4.0 + 小鹏第二代VLA + 比亚迪天神之眼,非标路口/施工/极端天气零干预社交规划,普惠7万级。
  • 挑战与转折:黑箱安全;大模型+量子+影子模式标配。
  • 代表案例:比亚迪天神之眼(7万级社交意图规划),小鹏第二代VLA(极端天气动态博弈零干预)。
一句话总结

从2015年规则Frenet手工调参的“刚性轨迹规划”到2025年VLA量子自进化的“社交意图柔顺预测”,十年间规划算法由工程优化转向语义博弈闭环,中国主导游戏论+VLA+量子不确定性创新+普惠下沉,推动智驾从“被动轨迹执行”到“主动社交伙伴”的文明跃迁,预计2030年社交级规划渗透率>95%+全域永不失控自愈。

数据来源于arXiv综述、IROS 2025及中国厂商技术白皮书。

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