自動駕駛汽車在城市道路中行駛時，不同類型的交叉口對其感知、決策與控制系統(tǒng)都提出了各異的要求。信號指示交叉口（以下簡稱“信控交叉口”）和無信號指示交叉口（以下簡稱“無信交叉口”）作為城市道路中常見的兩種交通場景，對自動駕駛系統(tǒng)的運行策略有著本質(zhì)區(qū)別。作為人類駕駛員，無論是否有信號指示，都可以在交叉口靈活處理，但對于自動駕駛汽車來說，是否有信號燈將會自動駕駛系統(tǒng)的決策方式及結(jié)果有很大的影響。

在感知與環(huán)境建模階段，信控交叉口與無信交叉口的輸入信息顯著不同。信控交叉口依賴于道路上方或路側(cè)的交通信號燈，這些信號的物理特征（如顏色、形狀、位置）相對固定，且其切換時序通常存在明確定義的周期與相位。自動駕駛車輛在此場景下會優(yōu)先調(diào)用基于相機和激光雷達(dá)的信號燈檢測算法，對信號燈的顏色狀態(tài)進(jìn)行實時識別，并結(jié)合高精地圖中預(yù)先標(biāo)注的信號燈位置進(jìn)行確認(rèn)。相比之下，無信交叉口缺乏統(tǒng)一的信號指示，車輛更多依賴對其他交通參與者（包括車輛、行人、自行車等）的動態(tài)檢測，以及對交叉口幾何形態(tài)和道路優(yōu)先級規(guī)則的理解。此時，感知系統(tǒng)不僅要識別周邊物體的運動軌跡，還要判斷它們的意圖——比如前方車輛是否有明顯的減速或轉(zhuǎn)向信號，從而推斷出它們的通行意圖和優(yōu)先級。

在狀態(tài)評估與風(fēng)險判斷階段，信控交叉口的信號相位為自動駕駛車輛提供了結(jié)構(gòu)化的“通行許可”。在綠燈周期內(nèi)，車輛即可在滿足安全距離和速度要求的前提下，按規(guī)劃路徑通過路口；在紅燈或黃燈時，則必須在停止線前完成停車或減速等待。為了應(yīng)對黃燈突變、信號燈故障或緊急變換（如特別的交通控制指令），自動駕駛系統(tǒng)通常會集成基于模型預(yù)測的黃燈補償策略與故障檢測模塊。如果信號燈長時間不變化，視覺檢測模塊還要能判斷其是否可能故障，并轉(zhuǎn)入“失效模式”——此時車輛默認(rèn)將信控交叉口當(dāng)作無信交叉口處理，進(jìn)入更為保守的通行策略。

無信交叉口的關(guān)鍵技術(shù)在于自動駕駛系統(tǒng)對“讓行規(guī)則”的執(zhí)行與對其他參與者意圖的實時推斷。如在我國，無信交叉口的典型規(guī)則包括“右轉(zhuǎn)讓左轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)讓直行，轉(zhuǎn)彎讓直行，下坡讓上坡”等。自動駕駛系統(tǒng)在此階段會綜合高精地圖中的道路等級信息與實時感知得到的交通流情況，動態(tài)計算自身與其他車輛的優(yōu)先權(quán)。無信交叉口往往還伴隨視線盲區(qū)或遮擋，系統(tǒng)必須利用多傳感器融合，借助激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)及雙目/魚眼攝像頭等硬件感知，盡可能覆蓋各個方向的視野。即使如此，仍難免出現(xiàn)暫時的視線盲區(qū)，自動駕駛車需針對盲區(qū)內(nèi)可能出現(xiàn)的行人或車輛進(jìn)行速度預(yù)減或完全停車，以保障安全。

在決策與路徑規(guī)劃層面，信控交叉口因信號相位提供了明確的通行窗口，路徑規(guī)劃系統(tǒng)可以基于固定的相位時序生成平滑的加減速曲線。如當(dāng)系統(tǒng)預(yù)測到前方信號燈將在若干秒后由綠轉(zhuǎn)黃，就會提前調(diào)整車速，以保證在黃燈期間能夠安全通過或在紅燈時能夠平穩(wěn)停止。此時，規(guī)劃系統(tǒng)主要關(guān)注最優(yōu)舒適度與燃油經(jīng)濟性——減少急剎車和急加速帶來的不適和能耗。而在無信交叉口環(huán)境下，規(guī)劃系統(tǒng)需要實時評估多方來車的速度和加速度趨勢，并在讓行與通行之間不斷權(quán)衡。常見的做法是將這一場景建模為一個博弈過程，通過確定性或隨機博弈理論推斷在不同沖突點的最優(yōu)通行策略。路徑規(guī)劃系統(tǒng)最終會生成一個兼顧安全邊際與通行效率的軌跡，但在預(yù)測不確定性較高的情況下，規(guī)劃系統(tǒng)往往會偏向保守策略，如在進(jìn)入路口前完全停下，再在觀察清楚后啟動通行。

在速度控制方面，信控交叉口往往會讓自動駕駛系統(tǒng)進(jìn)行周期性的停車與起步，這對車輛的動力學(xué)性能與能量管理提出了挑戰(zhàn)。自動駕駛系統(tǒng)會結(jié)合車輛的驅(qū)動與制動模型，對信號周期內(nèi)的加速和減速進(jìn)行精細(xì)控制，以減少頻繁起停造成的動力浪費并保證乘坐舒適度。此外，當(dāng)車隊行駛遇到交叉口時，多車編隊的同步通過更需協(xié)調(diào)。此時，車與車之間通過車載側(cè)信道或FCC（Functional Cluster Communication）模塊，實現(xiàn)隊列協(xié)同決策，確保同一信號周期內(nèi)的車隊能夠按照優(yōu)化的速度曲線通過路口，避免隊尾車輛因前車急剎而造成追尾風(fēng)險。

在無信交叉口場景，車輛則需隨時準(zhǔn)備停車禮讓或利用微小空隙穿插。由于各方流量不均、優(yōu)先級規(guī)則也可能因區(qū)域差異而不同，常見策略是按照“探路-確認(rèn)-執(zhí)行”的三階段控制流程，首先進(jìn)行高頻率的探測與預(yù)判；然后在動態(tài)調(diào)整的決策模塊中計算“最安全的通行時刻”；最后執(zhí)行路徑和速度指令。在探路階段，車輛的傳感器頻率一般要保持在50Hz以上，以捕捉其他車輛的微小速度變化。在決策階段，系統(tǒng)會評估多方運動的不確定性并計算風(fēng)險度；如果風(fēng)險度超出設(shè)定閾值，就會觸發(fā)完全停止并輪流通行的極端保守策略，直到確定安全后才允許前行。

在極端場景與故障應(yīng)對方面，信控交叉口和無信交叉口的系統(tǒng)魯棒性要求同樣不同。信控交叉口對信號燈檢測系統(tǒng)、通信鏈路及地圖數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求極高；若信號燈被遮擋、損壞或通信延遲，就可能導(dǎo)致車輛誤判通行時機。因此，系統(tǒng)必須具備故障檢測與自適應(yīng)的失效安全策略：在確認(rèn)信號不可靠時，切換到基于路口規(guī)則的無信交叉口策略。反之，在無信交叉口場景中，若高精地圖與定位系統(tǒng)出現(xiàn)較大偏差，就會影響車輛對路口幾何形態(tài)的判斷；此時系統(tǒng)要依靠短時內(nèi)的數(shù)據(jù)冗余與在線地圖校正算法，保持對路口形態(tài)的實時更新。

綜上所述，信控交叉口與無信交叉口對自動駕駛汽車而言，兩種截然不同的通行環(huán)境，也是自動駕駛技術(shù)在結(jié)構(gòu)化與半結(jié)構(gòu)化交通場景中的兩種典型應(yīng)用路徑。前者依托可預(yù)見的信號時序、V2I通信和高精地圖，實現(xiàn)基于相位預(yù)測的平滑通行；后者則在復(fù)雜的讓行規(guī)則與極高的不確定性中，通過多傳感器融合、博弈決策與V2V協(xié)調(diào)，完成安全而高效的動態(tài)禮讓。隨著自動駕駛技術(shù)的不斷演進(jìn)，兩種策略也將進(jìn)一步融合，未來的自動駕駛汽車既能在信控交叉口享受智能信號的紅利，又能在無信交叉口自動切換到“社交式駕駛”模式，與人類駕駛員般平等協(xié)同，共同構(gòu)建更安全、更流暢的道路交通生態(tài)。

-- END --

       原文標(biāo)題 : 交叉口的信號指示會對自動駕駛汽車產(chǎn)生什么影響？