在現(xiàn)代交通體系中，文字提示作為一種靈活且關鍵的補充手段，承載著大量的動態(tài)交通規(guī)則。從常見的“左轉車輛進入待行區(qū)”到臨時設置的“前方施工，請減速繞行”，這些漢字信息對于人類駕駛員而言是非常直觀且有效的指令，但對于自動駕駛汽車來說，則意味著需要一套極其復雜的感知、理解與決策鏈路。

自動駕駛如何看清文字？

自動駕駛汽車感知漢字的第一步是場景文本識別技術，這一過程與傳統(tǒng)辦公環(huán)境下的文檔掃描存在著本質(zhì)區(qū)別。在交通場景中，文字會附著在如金屬路牌、地面噴漆或電子顯示屏等具有不同材質(zhì)、形狀和反光特性的載體上。車載攝像頭捕捉到的原始圖像會包含海量的背景雜訊，像是樹木的陰影、車輛的運動模糊以及由于光照不均引起的局部過曝等都有可能存在。因此，自動駕駛系統(tǒng)需要通過預處理模塊對圖像進行降噪和增強，隨后才是進入文本檢測階段。文本檢測的目標是在復雜的背景中精確鎖定文字所在的區(qū)域，這需要依賴深層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡，通過對像素特征的逐層提取，識別出具有文字排布特征的候選框。

對于漢字提示的識別，檢測模塊需要非常多的技術支持。漢字的筆畫結構遠比英文字母復雜，且在道路場景中，文字會因為攝像頭的俯仰角或車輛的傾斜而產(chǎn)生嚴重的透視變形。為了解決這一問題，文字識別架構中可引入空間變換網(wǎng)絡，它能夠像人類調(diào)整觀察角度一樣，對檢測到的傾斜文字區(qū)域進行幾何校正，將其還原為平整的特征矩陣。

在完成區(qū)域定位后，自動駕駛系統(tǒng)會將裁剪出的文字特征塊發(fā)送至識別模塊。目前多采用卷積循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡，這種結構融合了處理空間信息的卷積層和處理時序信息的循環(huán)層。卷積層負責提取每一個漢字片段的細節(jié)特征，而雙向長短期記憶網(wǎng)絡（LSTM）則負責捕捉這些特征之間的上下文聯(lián)系，從而實現(xiàn)在識別“待行區(qū)”這種文字時，不僅僅依靠單個字的視覺形狀，還會參考前后字詞的組合邏輯。

由于漢字字符集龐大，涵蓋了數(shù)千個常用字符，識別模塊的最后一層需要具備極高的分類精度。為了提高訓練效率和預測的連貫性，轉錄層可采用聯(lián)結主義時間分類（CTC）技術。這種算法能夠自動處理字符之間的間隔，過濾掉預測序列中的重復字符和空白噪聲，最終輸出結構化的漢字字符串。在“左轉車輛進入待行區(qū)”這類長句的識別中，這種序列建模能力確保了系統(tǒng)能夠輸出完整的指令，而不是零碎的漢字片段。這種從像素到字符的轉換，構成了自動駕駛系統(tǒng)理解文字提示的基礎物理感知層。

在完成文字識別后，自動駕駛系統(tǒng)并不會直接執(zhí)行動作，而是需要將這些字符轉化為機器可理解的邏輯指令。對于“左轉車輛進入待行區(qū)”而言，文字本身只是一個觸發(fā)信號，系統(tǒng)還需通過高精地圖的底圖信息進行校驗。高精地圖記錄了路口的靜態(tài)結構，包括待行區(qū)的精確地理坐標。識別出的文字信息作為動態(tài)增強圖層，可以告知系統(tǒng)該靜態(tài)區(qū)域當前的生效狀態(tài)。這種視覺感知與地圖數(shù)據(jù)的多模態(tài)融合，能有效降低單純依靠識別技術可能帶來的誤檢風險。

自動駕駛如何看懂文字？

僅僅識別出字符對于應對復雜的城市交通是遠遠不夠的，自動駕駛系統(tǒng)必須理解“左轉”、“進入”和“待行區(qū)”這幾個詞組合在一起所代表的交通規(guī)制含義。傳統(tǒng)的基于規(guī)則的系統(tǒng)（Rule-based System）主要通過工程師手動編寫大量的邏輯判斷語句來實現(xiàn)這一能力，例如“如果檢測到文字等于某字符串且信號燈等于某狀態(tài)，則執(zhí)行某動作”。然而，這種方法在面對“此時左轉可進入待行區(qū)”或“左轉綠燈亮起前禁止進入”等含義相近但表述迥異的提示時，就難以做出準確的指令動作。為了提升系統(tǒng)的泛化能力，視覺語言模型（VLM）開始被引入自動駕駛的感知架構中。

視覺語言模型的核心價值在于它能夠將圖像信息與文本語義映射到同一個高維特征空間中進行對比和關聯(lián)。在訓練階段，這類模型通過學習海量的道路場景圖像及其對應的文字描述，掌握了“文字描述”與“物理世界對象”之間的對應關系。舉個例子，當模型在圖像中看到地面噴漆的文字并匹配到“進入待行區(qū)”的語義時，它會自動通過交叉注意力機制，將“待行區(qū)”這個語言符號與路口前方特定的空白車道區(qū)域進行空間上的對齊。這種對齊不僅是坐標的重合，更是邏輯上的關聯(lián)，使得自動駕駛汽車能夠像人類一樣，根據(jù)提示語的內(nèi)容去尋找對應的物理空間。

在理想汽車等車企最新發(fā)布的架構中，視覺語言模型被賦予了“系統(tǒng)2”的職能，即負責邏輯推理和處理長尾復雜場景。與負責快速反應、處理日常跟車轉向的“系統(tǒng)1”不同，視覺語言模型會接收傳感器輸入的圖像流，經(jīng)過深層邏輯思考，輸出關于當前交通環(huán)境的語義描述或決策建議。當車輛行駛至帶有漢字提示的路口時，視覺語言模型會分析提示語的語境，它是永久性的路牌，還是臨時的施工告示？它針對的是所有車輛，還是特定車道的車輛？這種基于常識的推理能力，使得自動駕駛汽車能夠應對那些未曾在訓練數(shù)據(jù)中出現(xiàn)過的極端案例。

為了確保在高速行駛過程中的實時性，這些模型在部署時會經(jīng)過嚴格的量化和剪枝處理，以適應車載計算平臺的算力限制。同時，為了提高魯棒性，系統(tǒng)會利用多幀圖像融合技術。在接近路口的幾十米范圍內(nèi)，攝像頭會連續(xù)拍攝數(shù)十幀包含漢字提示的圖像，系統(tǒng)通過對比不同角度、不同光照下的識別結果，利用概率統(tǒng)計模型計算出最終結論的置信度。只有當置信度超過安全閾值時，語義理解的結果才會轉化為決策層的控制輸入。這種嚴謹?shù)奶幚砹鞒�，確保了“識別漢字”這一功能能夠真正服務于行車安全，而不會成為干擾項。

動態(tài)環(huán)境中的決策閉環(huán)

以“左轉車輛進入待行區(qū)”這一具體案例來聊一聊，當交通環(huán)境中出現(xiàn)這類的文字提示時，自動駕駛系統(tǒng)的表現(xiàn)實際上是一個典型的感知-決策-控制閉環(huán)。待行區(qū)的設置旨在提高路口的通行效率，通常要求車輛在直行信號燈變綠、左轉信號燈仍為紅燈時，提前駛入路口中央的預設區(qū)域。這一動作的難點在于它打破了“紅燈停”的基礎規(guī)則，賦予了特定文字提示更高的優(yōu)先權。自動駕駛汽車在處理這一場景時，需要實時同步三個維度的信息，識別出的漢字指令、當前的信號燈相位以及車輛在車道內(nèi)的精準位置。

當車輛通過視覺系統(tǒng)確認了“左轉待行區(qū)”的存在后，決策模塊會進入一個特定的狀態(tài)機邏輯。此時，車輛會密切監(jiān)控信號燈的變化。如果直行信號燈轉為綠燈，識別出的漢字提示就會被激活，轉化為一條“允許低速前行至待行區(qū)終點”的路徑規(guī)劃指令。在這一過程中，車輛會利用雷達和攝像頭的融合感知，確保待行區(qū)內(nèi)沒有被前車占滿，并實時探測地面的停止線位置。這種決策過程不僅僅是文字識別的應用，更是對動態(tài)交通規(guī)則的精準復刻。如果系統(tǒng)只具備識別文字的能力，而缺乏對交通流邏輯的理解，可能導致車輛在待行區(qū)中停滯不前，從而影響整體路口的通行效率。

在復雜的城市普通路段，漢字提示往往伴隨著大量的環(huán)境不確定性。部分路口可能因為臨時施工臨時取消了待行區(qū)，并用黃線或隔離墩進行了封堵。此時，具備高級語義理解能力的系統(tǒng)會表現(xiàn)出更強的自適應性。它會結合視覺語言模型對“施工”、“禁止進入”等關鍵詞的識別，以及對交通錐、水馬等障礙物的物理感知，推翻高精地圖中的原始設定，做出最符合當前實情的判斷。這種基于實時的感知結果優(yōu)于靜態(tài)地圖數(shù)據(jù)的邏輯，是目前智能駕駛技術向全場景、全天候進階的重要標志。

隨著多傳感器融合技術的演進，自動駕駛汽車在識別漢字時的抗干擾能力得到了顯著提升。在夜間雨天環(huán)境，地面的漢字噴漆由于路面反光可能變得難以辨認。此時，系統(tǒng)可利用激光雷達的回波強度差異來輔助判斷。由于噴漆材質(zhì)與瀝青路面對激光的反射率不同，激光雷達可以在一定程度上勾勒出地面的文字輪廓，并與攝像頭的視覺結果進行互補校驗。這種多物理維度的感知，使得自動駕駛汽車對“左轉車輛進入待行區(qū)”這類指令的理解，不再僅依賴于“看”，而是建立在對環(huán)境全方位理解的基礎上，從而實現(xiàn)了決策的穩(wěn)健閉環(huán)。

端到端架構下的認知演進

自動駕駛對漢字及各種交通信息的處理正朝著“感知-規(guī)控一體化”的方向快速演進。傳統(tǒng)的模塊化架構雖然邏輯清晰，但在信息傳遞過程中不可避免地會產(chǎn)生損耗和誤差。若文字識別模塊輸出了一個字符錯誤，可能會導致后續(xù)的規(guī)則判斷完全失效。隨著端到端（End-to-End）自動駕駛模型的出現(xiàn)，通過試圖模擬人類的神經(jīng)網(wǎng)絡，直接將原始的圖像信息轉化為車輛的控制指令。在這一架構中，漢字不再是被拆解出的獨立變量，而是作為全局環(huán)境特征的一部分，直接參與到行駛路徑的預測中。

在端到端架構下，視覺語言動作模型（VLA）可用于文字識別，這種模型不僅能“看懂”漢字、邏輯推導出含義，還能直接輸出油門、剎車和轉向的具體數(shù)值。當系統(tǒng)看到“左轉車輛進入待行區(qū)”時，它不再需要經(jīng)過“識別字符-查閱地圖-判斷燈色-生成規(guī)劃”的繁瑣步驟，而是可以通過在大規(guī)模高質(zhì)量駕駛數(shù)據(jù)中學習到的經(jīng)驗，直接做出擬人的駕駛動作。由于深度學習網(wǎng)絡能夠捕捉到人類駕駛員在面對復雜文字提示時那些微妙且合理的反應邏輯，因此這種演進極大地提升了系統(tǒng)處理極端場景的能力。

圖片源自：網(wǎng)絡

由于大模型的訓練需要消耗巨大的算力和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，且模型的黑盒屬性也給安全驗證帶來了困難。為了應對這一挑戰(zhàn)，就有技術方案開始探索“世界模型”的概念。世界模型可以在云端模擬出數(shù)以億計的包含復雜漢字提示的交通場景，讓自動駕駛算法在虛擬世界中進行充分的強化學習。通過在仿真環(huán)境中反復測試車輛對“限時通行”、“公交專用”、“待行區(qū)”等復雜提示的理解與執(zhí)行，算法的魯棒性在量產(chǎn)上車前就能得到充分驗證。

最后的話

現(xiàn)在的自動駕駛汽車已經(jīng)具備了在標準環(huán)境下準確識別漢字提示并執(zhí)行相應邏輯的能力。這種能力源于計算機視覺、自然語言處理以及多模態(tài)融合技術的深度集成。隨著視覺語言模型和端到端架構的普及，車輛對道路語義的理解將不再局限于死板的字符匹配，而是具備了常識推理能力的認知水平。在面對“左轉車輛進入待行區(qū)”這種交通指示時，自動駕駛汽車可通過不斷進化的算法，在讀懂了每一個字的同時，更可以理解字里行間蘊含的交通秩序與文明。

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       原文標題 : 自動駕駛汽車如何識別文字提示？