自動駕駛感知不一致是怎么發生的？

[首發于智駕最前沿微信公眾號]為了讓自動駕駛汽車能夠安全行駛，很多技術方案中會將多個感知硬件加裝到車輛上，以確保自動駕駛汽車感知冗余，但感知硬件越多，并不意味著自動駕駛汽車會越安全，因為感知硬件過多，可能會造成感知不一致。所謂感知不一致，就是車上不同“眼睛”對同一件事看法不一致。打個比方，攝像頭說前面有個人，激光雷達回來的點云卻很稀疏，毫米波雷達也測到一個移動目標但不在同一個位置。這種感覺像是三個人各說各的，但實際上他們是在描述同一個場景，只是角度、清晰度和測量方式不同。出現這種情況，并不只是某個傳感器壞了那么簡單，而是傳感器物理特性、安裝位置、時間同步、算法處理和現場環境多重因素疊加的結果。

為什么會產生這種矛盾？把原因說清楚一點

每種傳感器有自己的“盲點”和強項。攝像頭擅長識別人和顏色，能看出交通標志和燈，但遇到逆光、夜間或鏡頭被雨水弄花時就會變糊；激光雷達能給出精確的距離和形狀，但對鏡面或黑色物體回波弱，有時點云會很稀疏；毫米波雷達穿霧能力強，但角度和分辨率沒那么好，容易出現假目標。把這些不同性質的數據放在一起，就有可能讓同一場景“看”到多種不同的結果。再加上傳感器時間戳沒對好、外參（傳感器之間的位置關系）不準確、處理鏈路延遲不一致、算力不夠導致部分算法被簡化或掉幀等一系列問題會放大這個不同，甚至會讓原本能互相驗證的信息變得互相矛盾。而天氣、遮擋、路面反光、停車車輛等真實場景里的復雜情況，會讓感知模塊的表現時好時差，增加系統判斷的不確定性。

單純“堆傳感器”為什么不靠譜？別把冗余想得太簡單

很多人以為傳感器越多越安全，但安全并不是簡單的堆數就能解決。傳感器多了，首先要面對的就是物理安裝問題，只要位置一放不準，視角和遮擋就會產生差別；傳感器多了就意味著需要更多標定和校準的對象，標定沒做好，融合時各自的觀測就對不上號。而且每加一類傳感器，就多了一種新的故障模式，需要額外的健康監測邏輯和降級策略。

如果這些配套工作不到位，冗余反而會把不一致的概率往上推。而且傳感器多了就不得不面對一個問題，更多傳感器會帶來更大的數據量，算力和帶寬成了瓶頸。有時候為了項目可以快速落地，有些團隊可能會把一些計算砍掉或者采用異步處理，這樣融合的質量可能會更差。換句話說，冗余應該用來增加互證和容錯，但必須和標定、同步、健康檢測、算力規劃這些系統工程一并做，不然只是多了噪聲和更多問題。

怎么防范與處理？把可落地的措施說清楚

為了防止感知不一致，在設計階段要先想清楚要解決哪些場景。城市交叉口、夜間行駛、高速巡航對感知的側重點不同，傳感器選型和布局也應該有差別。不要盲目追求種類和數量，強調功能互補更實際。比如攝像頭負責語義與顏色，激光雷達負責精確幾何，毫米波負責穿透霧霾的速度與距離信息，三者在重點區域有重疊觀測能互相印證就好了。

時間和空間校準也要做實。時間上推薦用硬件時間戳或精確的網絡時間協議，避免軟件層面不穩定的時間對齊。空間上外參標定不能只在出廠時做一次，車輛實際使用過程中會因溫度、振動或小碰撞產生微小偏移，應該有在線或周期性的自標定策略，能在運行中慢慢修正偏差。置信度建模很重要，每個傳感器輸出不僅要給目標的類別和位置，還應給出置信度或質量指標。融合模塊不要把所有輸入一視同仁，而是根據置信度動態加權，置信度低的輸入對最終判斷的影響要小。

在融合策略上推薦混合做法。把原始數據融合（比如把點云和圖像做特征級融合）能提高精度，但對標定和時序要求就比較高。把檢測結果融合（后融合）能提高魯棒性高但信息易丟失。如果在允許的算力下做部分早期或特征級融合來提升感知質量，同時保留后期的決策仲裁層來處理突發沖突，就可以有效提升感知一致性。一定要注意，當沖突無法在短時間里被消除時，系統應按保守策略處理，比如執行減速、擴大安全距離或提示駕駛員接管等操作，而不是硬要給出一個高置信度的結論。

此外，健康監測一定要細化到指標。攝像頭可以檢測曝光異常、鏡頭遮擋、幀丟失率和噪聲水平；激光雷達可以統計回波強度、單線異常、點云稀疏度；雷達可以監測假目標頻率、噪聲底線等。把這些指標連續化并進行趨勢分析，比起只等某個傳感器徹底失效再處理要好得多。跨傳感器的一致性檢查也非常有用，例如把點云投影到圖像上看目標是否對上號，或者把雷達的速度估計和視覺光流做比較，一旦發現不匹配就要觸發更嚴格的處理流程。

測試和驗證要把“容易出問題的場景”作為重點。把在真實數據里出現的不一致樣本整理成專門的測試集，每次算法更新都要在這些case上跑回歸測試。仿真也要補充如大霧、糟糕路面反光或遮擋等真實世界里難以復現的極端場景。每當系統在這些測試里表現出仲裁失效或頻繁降級的傾向，就要把問題追溯到傳感器布局、標定、算法假設或算力分配哪個環節，而不是簡單地再加一個傳感器。

在決策層面要把“不確定性”當成第一類信息處理。感知系統輸出的不只是目標和坐標，更要輸出它有多確定。當系統判斷“不確定”時，決策應該變得更保守。保守并不等于笨拙，像是降低車速、擴大橫向或縱向緩沖、延遲通過可疑路段或直接提示駕駛員注意并準備接管等合理的保守策略，才是保障安全駕駛的重要舉措。當然，這些策略需要事先定義好，并且在驗證時證明它們能在不犧牲太多用戶體驗的前提下顯著降低風險。

日志和可追溯性也很關鍵。每一次感知沖突都應該能被回溯，誰在什么時間返回了什么觀測，融合器給了什么權重，決策模塊如何處理。這樣的記錄不僅對事后分析和修復有幫助，也是合規和責任判定的重要依據。

感知不一致通常不是某個人或某個公司能解決的問題，它需要機械、傳感器供應商、嵌入式、算法和測試團隊的協作。建立跨團隊的故障分析流程，把每次不一致的案例沉淀成知識庫和測試用例，會讓同類問題在未來更容易被檢測和修復。運營上要有數據回傳和OTA的能力，能把在真實路測或量產車上發現的問題快速迭代回去。長期維持良好的標定策略、健康監測和回歸測試，這些才是真正把“更多傳感器”轉化成“更可靠感知”的秘訣。

多不是問題，沒治理才是

傳感器多并不必然帶來感知不一致，但如果多而無序，就會讓問題變得更復雜。要想把多傳感器體系打造成可靠的眼睛，需要從設計到運行每一步都做到位，用例驅動的選型、穩定的時空校準、置信度驅動的融合、細致的健康監測和嚴格的測試驗證，以及明確的決策降級策略。把“更多”變成“更可靠”，核心在于系統工程而不是單純地疊加硬件。這樣才能讓車在復雜現實里穩穩地做出正確判斷，而不是各個傳感器各說各話，最后把責任丟給駕駛員。