[首發(fā)于智駕最前沿微信公眾號(hào)]VLM，即視覺(jué)語(yǔ)言模型，簡(jiǎn)單理解下，其就是把“看見(jiàn)的東西”和“說(shuō)出來(lái)的話”放在同一個(gè)腦子里理解的模型。我們平時(shí)把相機(jī)拍到的畫面交給視覺(jué)模型去做檢測(cè)、分割、深度估計(jì)這些任務(wù)，語(yǔ)音或文本交給語(yǔ)言模型去處理。

VLM則是把視覺(jué)信號(hào)和語(yǔ)言信號(hào)放一起訓(xùn)練，使其可以把畫面用語(yǔ)言來(lái)描述，也能把一句話轉(zhuǎn)化成對(duì)畫面的關(guān)注點(diǎn)和推理。對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)，這種能力并不只是多了一套“能說(shuō)話”的模型，而是在很多復(fù)雜場(chǎng)景里，它能把單純的像素識(shí)別提升為語(yǔ)義理解。VLM能告訴汽車的不僅是“前面有個(gè)物體”，還能明確“這個(gè)物體的行為和上下文意味著什么、會(huì)不會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)”。這種語(yǔ)義層面的理解，對(duì)決策端的穩(wěn)健性和可解釋性都很關(guān)鍵。

VLM在自動(dòng)駕駛里能真正解決的幾類問(wèn)題

把VLM放到車上，它能直接改善的第一個(gè)問(wèn)題是對(duì)“非常規(guī)、臨時(shí)或不標(biāo)準(zhǔn)信息”的識(shí)別和解釋能力。日常道路場(chǎng)景里常見(jiàn)的標(biāo)志和信號(hào)很多，但真正讓自動(dòng)駕駛頭疼的是那些如臨時(shí)施工、非標(biāo)準(zhǔn)路牌、交警指揮、地面臨時(shí)標(biāo)線、搬運(yùn)堆放的障礙物等不按套路出現(xiàn)的東西。

傳統(tǒng)的目標(biāo)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)能把這些檢測(cè)為“物體”或“分類難以識(shí)別”的異常，但無(wú)法做出這是施工區(qū)、要減速并改道的結(jié)論。VLM則是把視覺(jué)證據(jù)和語(yǔ)言先驗(yàn)（比如交通規(guī)則、施工常見(jiàn)表現(xiàn)、手勢(shì)含義）結(jié)合起來(lái)做推理，使其在面對(duì)這種長(zhǎng)尾場(chǎng)景時(shí)，可以更容易地給出合理的語(yǔ)義判斷，從而指導(dǎo)后續(xù)決策。

VLM能改善的第二個(gè)問(wèn)題是人機(jī)交互與自然語(yǔ)言導(dǎo)航的落地。現(xiàn)在的車機(jī)語(yǔ)音大多是命令式的“導(dǎo)航到A點(diǎn)”或“下一出口右轉(zhuǎn)”，當(dāng)用戶用更口語(yǔ)、更復(fù)雜的描述方式時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)無(wú)法把語(yǔ)言和實(shí)時(shí)視覺(jué)上下文聯(lián)系起來(lái)。

VLM就能把司機(jī)或乘客的自然語(yǔ)言指令和車載攝像頭看到的場(chǎng)景對(duì)齊，理解這句話在當(dāng)前路況下是什么意思，比如把“這條路前面經(jīng)常堵，能不能走靠右那條出口再掉頭”的模糊表達(dá)轉(zhuǎn)成具體的可執(zhí)行策略。這樣一來(lái)，用戶和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)之間的溝通就能更加自然，駕駛體驗(yàn)也會(huì)更友好。

VLM還能提升小目標(biāo)和潛在危險(xiǎn)的識(shí)別能力。交通環(huán)境中很多致險(xiǎn)源并不是清晰的、尺寸很大的對(duì)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(yuǎn)處活動(dòng)等邊緣場(chǎng)景。

VLM的優(yōu)勢(shì)在于，它不只是判斷有沒(méi)有看到某個(gè)物體，而是能把視覺(jué)中一些并不顯眼的線索，與語(yǔ)言層面的場(chǎng)景經(jīng)驗(yàn)和上下文結(jié)合起來(lái)一起推斷。比如在路面上檢測(cè)到零散的撒落物時(shí)，單純從目標(biāo)檢測(cè)置信度來(lái)看，這些物體可能尺寸小、形態(tài)不規(guī)則，很容易被判定為風(fēng)險(xiǎn)不高的場(chǎng)景。

但VLM可以進(jìn)一步引入語(yǔ)義層面的判斷，把“路面有散落物”和“這些物體在短時(shí)間內(nèi)可能被前車卷起、對(duì)后車造成二次風(fēng)險(xiǎn)”聯(lián)系起來(lái)，從而把場(chǎng)景理解為潛在危險(xiǎn)狀態(tài)。這樣一來(lái)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)生成的策略就會(huì)更謹(jǐn)慎，而不是只根據(jù)檢測(cè)分?jǐn)?shù)高低來(lái)決定是否需要減速或避讓。

VLM還可以為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供可解釋的“說(shuō)話能力”。在事故回溯、決策審查、或是向乘客解釋行為時(shí)，VLM可以把自己的感知和推理以自然語(yǔ)言形式輸出，說(shuō)明“我為什么在這里剎車、為什么沒(méi)有變道”，這種解釋能力對(duì)安全監(jiān)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(yǔ)義解釋的系統(tǒng)更容易被接受。

把VLM放到車上，需要解決哪些問(wèn)題？

現(xiàn)在很多VLM模型參數(shù)多、計(jì)算量大，推理并不適合毫秒級(jí)響應(yīng)的車載控制回路。要解決這個(gè)問(wèn)題，不能把VLM直接放在閉環(huán)控制里，而是把它當(dāng)作“慢邏輯”或“輔助認(rèn)知模塊”。如在常規(guī)、高頻的感知—控制回路里仍然用輕量級(jí)的視覺(jué)模型和規(guī)則來(lái)完成，VLM則時(shí)在遇到模糊場(chǎng)景、異常情況或需要語(yǔ)義推理時(shí)參與決策，提供解釋和建議。這樣可以平衡實(shí)時(shí)性和深度理解，但也需要解決如何在兩套系統(tǒng)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(wèn)題。

VLM在訓(xùn)練時(shí)還會(huì)學(xué)習(xí)大量視覺(jué)與語(yǔ)言的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，但交通場(chǎng)景和規(guī)則具有地域性、文化性差異，同一個(gè)手勢(shì)在不同國(guó)家含義可能不同，臨時(shí)路標(biāo)的樣式和語(yǔ)義也會(huì)變化。如果不做定向化的本地化訓(xùn)練或規(guī)則校準(zhǔn)，VLM可能在一些地區(qū)出現(xiàn)理解偏差。這就需要把VLM的輸出與明確的法規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖語(yǔ)義和本地化規(guī)則耦合，形成可控的語(yǔ)義層。

雖然VLM能輸出解釋，但它的內(nèi)部推理仍有黑箱成分，尤其是在多模態(tài)交互推理時(shí)，模型可能基于復(fù)雜的特征組合得出結(jié)論。對(duì)于自動(dòng)駕駛這種高安全性場(chǎng)景，單靠模型隱含的解釋還不夠，必須設(shè)計(jì)可驗(yàn)證的冗余機(jī)制和形式化的安全檢查，確保模型輸出不會(huì)在關(guān)鍵時(shí)刻誤導(dǎo)控制器。

訓(xùn)練強(qiáng)大的VLM需要如車載視頻、圖像注釋、語(yǔ)音與文本等大量標(biāo)注或弱監(jiān)督的跨模態(tài)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的收集、標(biāo)注和使用涉及隱私、合規(guī)與標(biāo)注成本問(wèn)題。需要制定嚴(yán)格的數(shù)據(jù)治理策略，并盡量采用如少樣本學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)或知識(shí)蒸餾等數(shù)據(jù)高效訓(xùn)練方法，減少對(duì)大規(guī)模標(biāo)注數(shù)據(jù)的依賴。

如何將VLM和現(xiàn)有自動(dòng)駕駛系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)

要讓VLM在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中真正發(fā)揮作用，同時(shí)又不引入不可控風(fēng)險(xiǎn)，比較現(xiàn)實(shí)的做法不是讓它直接接管控制，而是從系統(tǒng)架構(gòu)上給它一個(gè)合適的位置。

一個(gè)常見(jiàn)思路是采用分層協(xié)同的方式，把車端最核心的感知與控制閉環(huán)繼續(xù)保持為高頻、低延遲的體系，用來(lái)應(yīng)對(duì)絕大多數(shù)確定性較強(qiáng)的場(chǎng)景，VLM則可放在中低頻層，作為情景理解和語(yǔ)義推理模塊存在。當(dāng)系統(tǒng)遇到規(guī)則難以覆蓋、感知結(jié)果存在歧義的復(fù)雜或模糊場(chǎng)景時(shí)，由VLM給出更高層的語(yǔ)義判斷和風(fēng)險(xiǎn)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(dòng)駕駛的實(shí)時(shí)性和安全底線仍然由成熟可靠的模塊保證，VLM的語(yǔ)義能力只在“需要思考”的時(shí)候介入，不會(huì)拖慢整體響應(yīng)。

在這個(gè)基礎(chǔ)上，VLM的輸出本身也需要被約束。VLM的結(jié)果應(yīng)被當(dāng)成一種參考意見(jiàn)，而不是直接當(dāng)成最終指令。也就是說(shuō)，VLM可以告訴系統(tǒng)“我覺(jué)得這個(gè)場(chǎng)景可能意味著什么”，但不能直接決定車該怎么開(kāi)。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(guī)里的規(guī)則、車輛本身能不能做到的物理限制，以及雷達(dá)、激光雷達(dá)這些更穩(wěn)定的傳感器數(shù)據(jù)放在一起綜合判斷。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)應(yīng)用一套清晰、可檢查的邏輯去比對(duì)這些信息，看看它們是不是互相一致、有沒(méi)有明顯沖突。

這樣做的好處是，如果VLM在某些不熟悉的區(qū)域，或者遇到少見(jiàn)場(chǎng)景時(shí)判斷不太準(zhǔn)，整套系統(tǒng)也不會(huì)被它“帶偏”。一旦其他傳感器或規(guī)則給出了更明確、更可靠的信號(hào)，系統(tǒng)就可以否掉有風(fēng)險(xiǎn)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(duì)模型進(jìn)行針對(duì)性的壓縮和優(yōu)化，把原本偏研究級(jí)的大模型能力，轉(zhuǎn)化為適合車端部署的版本。常見(jiàn)的做法包括通過(guò)知識(shí)蒸餾把語(yǔ)義理解能力遷移到更小的模型上，結(jié)合剪枝和量化降低算力和存儲(chǔ)需求，只保留對(duì)駕駛決策最有價(jià)值的部分。在算力條件允許的情況下，也可以采用邊緣—云協(xié)同的方式，把復(fù)雜、耗時(shí)的推理放在車端之外的邊緣計(jì)算資源上完成，車端則負(fù)責(zé)調(diào)用結(jié)果、做一致性校驗(yàn)和短時(shí)緩存，以此在性能和實(shí)時(shí)性之間取得平衡。

對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)要把VLM的可解釋性當(dāng)成系統(tǒng)級(jí)能力來(lái)設(shè)計(jì)，而不是模型的附加功能。相比只輸出一個(gè)結(jié)論，讓模型盡可能給出“為什么會(huì)做出這個(gè)判斷”的語(yǔ)義解釋，并把這些解釋與對(duì)應(yīng)的視覺(jué)證據(jù)、時(shí)間戳一同記錄下來(lái)，可以直接服務(wù)于事故分析、系統(tǒng)調(diào)試和監(jiān)管合規(guī)。這樣的設(shè)計(jì)不僅有助于工程團(tuán)隊(duì)理解和改進(jìn)系統(tǒng)行為，也能在一定程度上提升用戶和監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的信任度。

這樣一來(lái)，VLM不再是一個(gè)孤立的大模型，而是可以嵌入到一套有邊界、有約束、可審計(jì)的自動(dòng)駕駛架構(gòu)中，在發(fā)揮語(yǔ)義理解優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，把風(fēng)險(xiǎn)控制在工程可接受的范圍內(nèi)。

最后的話

VLM真正的價(jià)值，并不在于它“懂得更多”，而在于它為自動(dòng)駕駛補(bǔ)上了過(guò)去一直缺失的一層語(yǔ)義理解能力。它讓系統(tǒng)不再只圍繞檢測(cè)分?jǐn)?shù)和規(guī)則觸發(fā)做反應(yīng)，而是可以嘗試回答“這個(gè)場(chǎng)景意味著什么、接下來(lái)可能會(huì)發(fā)生什么”。在自動(dòng)駕駛中加入VLM，可以讓自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在面對(duì)不確定性時(shí)更有“分寸感”，可以做到不僅能看得更懂場(chǎng)景，更知道哪里該做出謹(jǐn)慎的動(dòng)作。