ROS-Base:自动驾驶的“传统功夫”

🧭 为什么你听到的自动驾驶都长得差不多?

"在所有人都在谈大模型、端到端的时候,ROS-base 依然是大多数车企的底层骨架。"

在上一篇文章中,我们聊了端到端自动驾驶,讲了 Tesla 如何用一个大模型"看图开车",也提到国内车企虽然在偷偷练功,但离真正落地还有距离。那么问题来了:现在市面上那些已经量产的自动驾驶系统,底层到底是怎么跑起来的?

答案其实很简单也很现实:ROS-base 架构。它就像一套"传统功夫",虽然不够炫技,但稳定、可靠、能量产。你听说的感知、预测、规划、控制,其实都是它的"招式";而 ROS(Robot Operating System),就是那个调度这些招式的"内功心法"。

这篇文章,我们就来聊聊这套"传统功夫"是怎么炼成的,它的优势与局限,以及为什么即使在端到端大潮来临的今天,它依然是大多数车企的首选。

🧱 什么是 ROS-base 架构?

在 ROS-base 架构中,自动驾驶被拆解成一套"流水线式"的模块系统,每个模块各司其职,像工厂里的工人一样完成自己的任务:

  • 👁️ 感知模块:识别车辆、行人、红绿灯、车道线等环境要素;
  • 🔮 预测模块:判断其他交通参与者的运动趋势,比如前车是否要变道;
  • 🧭 规划模块:基于感知和预测结果,规划一条安全、平稳的行驶路径;
  • 🎮 控制模块:将路径转化为具体的转向、加速、刹车指令,驱动车辆执行。

这些模块之间通过 ROS(Robot Operating System)进行通信,ROS 就像一个"调度中心",负责把感知结果传给预测,把预测结果传给规划......每个模块都是一个"节点",通过消息机制协同工作。

这种架构的最大特点是:可解释、可调试、可替换。如果感知模块出问题,不需要重写整个系统,只要修好那一块就行。这种"工程化思维"非常适合大规模开发和部署,也正是为什么它成为了目前主流车企的首选。

🗺️ 高精地图的"灵魂绑定"

在 ROS-base 架构中,高精地图(HD Map)几乎是"标配"。它就像是自动驾驶系统的"外挂记忆体",提前把道路信息、车道线、红绿灯、限速标志等都"记"了下来,开车时只需要对照地图,就能更快、更稳地做出决策。

高精地图能带来什么?
  • 📍 精准定位:结合 GPS 和 IMU,车辆可以精确知道自己在地图上的位置,误差小于 10cm;
  • 🛣️ 结构参考:提前知道哪里有车道线、路口、匝道,规划路径更容易;
  • 🚦 红绿灯感知增强:即使视觉识别失败,也能通过地图信息判断信号灯位置和状态。
但它也有明显的"副作用":
  • 🧾 成本高:采集、标注、更新地图需要大量人力和时间;
  • 📦 覆盖有限:地图更新不及时,遇到施工、改道就容易"翻车";
  • 🌍 泛化差:换个城市、换条路,系统就可能"水土不服"。

所以虽然高精地图在 ROS-base 架构中非常重要,但它也成为了系统扩展性和落地效率的"天花板"。这也是为什么越来越多车企开始探索"轻地图"甚至"无图"方案,试图摆脱对它的依赖。

🧪 优点 vs 局限

虽然现在大家都在谈端到端、大模型、AI 驾驶员,但不得不承认,ROS-base 架构依然是目前最"现实可行"的自动驾驶方案。它的优点非常明确:

✅ 优点:
  • 🧩 模块清晰:每个功能单元职责明确,便于开发和调试;
  • 🔍 可解释性强:出了问题可以快速定位是哪一环节出错;
  • 🛠️ 工程成熟度高:有大量开源工具和社区支持,开发效率高;
  • 🧪 安全验证容易:每个模块都可以单独做功能和安全测试,更容易通过法规审查。

但与此同时,它也有一些"结构性短板":

❌ 局限:
  • 🧱 模块间误差累积:感知错一点,预测就偏,规划就乱,控制就危险;
  • 🔄 系统复杂度高:模块越多,接口越多,调试和维护成本也越高;
  • 🧠 难以全局优化:每个模块只优化自己,系统整体表现可能不是最优;
  • 🧭 泛化能力弱:遇到新场景、新城市、新路况,容易"懵圈"。

所以说,ROS-base 架构就像一套"传统功夫":稳定、可靠、能打,但不够灵活、不够聪明。它是当前阶段的最优解,但未必是未来的终极答案。

🇨🇳 国内车企的典型做法

虽然 ROS-base 架构听起来有些"老派",但国内不少车企在这套体系上玩出了自己的风格,甚至可以说是"用工程能力硬生生把体验堆了上去"。

🧠 华为:规则引擎 + 场景库 = 工程奇迹
  • 华为 ADS 系统虽然宣传"无图全国都能开",但底层依然是模块化架构。
  • 它通过构建上千个场景规则库 + 自研轻量地图(RoadCode RT),实现了"有图更强、无图也能跑"的策略。
  • 本质上是用极致的工程堆叠,把 ROS-base 的能力推到极限。
🚗 小鹏:模块增强 + BEV 感知
  • 小鹏在感知模块引入 BEV 表示和 Transformer 架构,提升了感知精度和泛化能力。
  • 但整体仍是模块化架构,端到端模型主要用于辅助规划或评估。
🛣️ 理想:稳中求进,强调安全与体验
  • 理想强调"人机共驾",ROS-base 架构配合高精地图,主打高速 NOA 和城区领航。
  • 在模块化基础上逐步引入学习型模块,但部署非常谨慎。

这些做法说明:ROS-base 架构并不是"落后",而是"现实主义"的选择。在法规、安全、工程成熟度等多重约束下,它依然是当前阶段最可控、最可落地的方案。

🔮 未来会被端到端取代吗?

在自动驾驶这条技术长跑中,ROS-base 架构就像是一双结实的跑鞋------不一定最炫酷,但足够稳定、耐用、能跑得远。它帮助无数车企完成了从 0 到 1 的量产跨越,也让自动驾驶从实验室真正走上了马路。

但它也有明显的"天花板":模块误差、系统复杂、泛化能力弱......这些问题注定它无法陪伴我们走到终点。未来的自动驾驶,终究要走向更智能、更自适应、更像人类的"端到端"范式。

所以我们可以这样理解:ROS-base 是现实主义的选择,而端到端是理想主义的方向。

一个是"现在能跑",一个是"未来能飞"。

后面的文章,我们也许可以聊聊这两者之间的"混合形态"------模块增强、端到中层、轻地图、BEV 表示......它们可能才是未来几年最具落地潜力的技术路径。