华为ADS(乾崑智驾)的局部轨迹规划
华为ADS局部轨迹规划是分层演进、软硬协同ADS 3.0:工程最优解,Lattice Planner + QP精修 + MPC跟踪,与行业主流一致但深度定制。ADS 4.0:技术前沿,WA-MoE端到端生成 + PDP时空规划 + 传统模块保底,大模型重构决策链路。3.0架构是量产必选,4.0大模型思路是下一代升级方向,TEB/DWA/Ego-Planner均不适合作为矿卡主局部规划。华为ADS
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华为ADS(乾崑智驾)的局部轨迹规划,并非单一算法,而是**“传统经典规划 + 自研网络 + 端到端大模型”**的分层融合架构,且随ADS 3.0→4.0完成了从“规则+优化”到“大模型驱动”的跃迁。下面按版本、核心模块、落地细节、与行业主流对比,给出可落地的技术结论。
一、核心结论(一句话)
- ADS 3.0及以前:局部规划主干是Lattice Planner(Frenet采样)+ QP/SQP轨迹精修 + MPC闭环跟踪,是行业主流工程方案。
- ADS 4.0(WEWA架构):在传统规划之上,叠加自研PDP时空规划网络 + World Action Model(WA-MoE)端到端轨迹生成,传统模块降级为安全保底与动力学约束层。
- 华为从未公开使用原生TEB/DWA作为主局部规划,Ego-Planner等轻量避障规划也未进入其量产主干。
二、ADS 3.0 局部规划:经典工程化方案(量产最稳)
1. 主干:Lattice Planner(Frenet坐标系采样)
- 与Apollo、百度、多数车企一致,华为ADS 3.0局部规划核心是Lattice Planner。
- 流程:
- 全局路径→Frenet参考线(s-l)
- 横向(l)+ 纵向(s-t)独立采样,生成轨迹簇
- 代价函数筛选:碰撞、车道偏移、曲率、jerk、舒适性
- 输出最优候选轨迹
- 华为改造点:
- 加入坡道附着、横摆约束、大曲率道路预瞄
- 支持无高精地图下的RCR道路拓扑推理生成临时参考线
- 多候选并行,预留安全兜底轨迹
2. 轨迹精修:QP / SQP 二次优化
- Lattice输出后,通过QP/SQP做平滑与约束收紧:
- 曲率连续、转向角速率限制
- 加加速度(jerk)优化,提升乘坐舒适性
- 与XMC数字底盘动力学模型对齐,保证控制可执行
3. 跟踪与闭环:MPC(模型预测控制)
- 局部规划输出轨迹,由MPC做滚动时域跟踪,实时修正动态障碍与车辆偏差
- 华为MPC集成:
- 车辆动力学(转向、制动、悬架)
- 附着系数估计、坡道前馈补偿
- 与CAS全维防碰撞系统硬实时联动,毫秒级安全熔断
ADS 3.0 局部规划栈(工程落地版)
全局路径 → Lattice Planner(采样生成) → QP/SQP(精修平滑) → MPC(跟踪+控制) → XMC数字底盘 → 执行
三、ADS 4.0 WEWA架构:大模型重构局部规划
ADS 4.0引入WEWA(World Engine + World Action Model),局部规划从“手工规则+优化”转向大模型端到端生成+传统模块保底。
1. 顶层:World Action Model(WA-MoE)端到端轨迹生成
- 车端WA模型(MoE多专家混合)直接从多模态感知(图像、激光雷达、毫米波、车信)输出轨迹点序列,跳过传统“感知→决策→规划”硬编码链路。
- 局部规划角色:
- 不再是“手工采样+优化”,而是大模型生成主轨迹
- 传统Lattice+QP降级为约束校验、安全修正、兜底 fallback
- 优势:
- 端到端时延降低约50%,重刹率下降30%,通行效率提升20%
- 复杂博弈场景(加塞、路口、无车道线)拟人化决策更强
2. 中层:PDP(Prediction-Decision-Planning)时空联合规划网络
- 华为自研PDP网络,做时空联合轨迹预测与规划,学习人类驾驶博弈逻辑。
- 局部规划中承担:
- 动态障碍意图预测(前车加塞、行人横穿)
- 多模态代价场融合(道路、障碍、动态目标)
- 输出类人驾驶轨迹,替代部分手工规则
3. 底层:本能安全网络 + 传统规划保底
- 即使WA/PDP生成轨迹,仍由本能安全网络做毫秒级风险校验
- 无可行解/模型异常时,切回Lattice+QP+MPC传统链路,保证安全不降级
ADS 4.0 局部规划栈(大模型版)
多模态感知 → WA-MoE(主轨迹生成) → PDP时空规划(博弈优化) → 本能安全校验 → Lattice+QP(约束修正/兜底) → MPC跟踪 → XMC底盘
四、华为ADS局部规划 vs 行业主流(TEB/DWA/Ego-Planner)
| 方案 | 华为ADS | 行业开源/低速方案 | 矿区矿卡适用性 |
|---|---|---|---|
| 主局部规划 | Lattice+QP+MPC(3.0);WA-MoE+PDP+传统保底(4.0) | TEB、DWA、Ego-Planner | 华为方案更适配高速/重载/强约束 |
| 速度区间 | 0–120+ km/h(全车速) | <15–20 km/h(TEB/DWA);中低速(Ego-Planner) | 矿卡0–45 km/h完全覆盖 |
| 动力学约束 | 重载、坡道、横摆、转向速率深度集成 | 轻量模型,需大量改造 | 华为原生适配强动力学 |
| 实时性 | 硬实时,<50ms,多候选兜底 | 波动大,TEB易震荡 | 矿卡必须硬实时 |
| 安全冗余 | 三重网络(感知/决策/安全)+ fallback | 单模块,安全依赖配置 | 矿卡安全冗余要求极高 |
关键差异
- TEB/DWA:华为ADS完全不用作主规划,仅可能在极低速泊车/对位做辅助微调,与矿卡主干无关。
- Ego-Planner:华为未公开采用,其轻量避障思路被吸收到PDP/WA的局部避障分支,但非主干。
- Lattice+MPC:华为与行业一致,但做了无图拓扑、重载动力学、大模型融合三大深度定制。
五、矿区矿卡视角:华为ADS局部规划的可借鉴点
对矿区无人驾驶矿卡,华为ADS局部规划有极强参考价值:
- 主干必选Lattice+QP+MPC:与华为3.0一致,是矿卡量产唯一成熟路径。
- 必须加入重载动力学与坡道模型:直接复用华为XMC底盘与MPC的坡道前馈、附着估计思路。
- 无图/弱图场景:借鉴RCR道路拓扑推理,在采场/排土场临时生成参考线。
- 安全兜底:三层冗余(大模型生成→传统规划→本能安全),矿卡必须照搬。
- 大模型可作为辅助:WA-MoE/PDP思路可用于复杂会车、装卸对位的决策增强,不替代传统规划主干。
六、总结
华为ADS局部轨迹规划是分层演进、软硬协同的典型:
- ADS 3.0:工程最优解,Lattice Planner + QP精修 + MPC跟踪,与行业主流一致但深度定制。
- ADS 4.0:技术前沿,WA-MoE端到端生成 + PDP时空规划 + 传统模块保底,大模型重构决策链路。
- 对矿区矿卡:3.0架构是量产必选,4.0大模型思路是下一代升级方向,TEB/DWA/Ego-Planner均不适合作为矿卡主局部规划。
- 华为ADS Lattice Planner适配矿卡的改造参数与约束清单
- ADS 4.0 WA-MoE在矿卡局部规划中的落地架构图
- 矿卡局部规划从0到1的华为方案复刻步骤
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