新智元报道
商业地图可以告诉机器人「前方右转」,却无法直接告诉它眼前应该从哪里转、沿哪一侧通过;即使已经生成路线,控制误差、地面变化和动态障碍,也可能让机器人在行进过程中逐渐偏离。
从系统角度看,这意味着「路径被规划出来」并不等价于「路径可以被执行」。
这正是长程导航从「规划正确路线」走向「真实闭环执行」时面临的核心问题。
针对这一问题,星源智提出DA-Nav,一套面向城市级长程场景的方向感知视觉语言导航框架。DA-Nav将商业导航指令、第一视角空间理解和偏航恢复统一到同一条决策链路中,使机器人不仅能够理解「往哪里走」,还能够判断「当前是否走偏」,并在偏差发生后主动回到正确路线。
这一设计的核心变化在于:导航系统开始具备「执行过程中的自我校正能力」。
DA-Nav架构图
突破指令与动作鸿沟
把「前方右转」落到眼前
对于人类来说,「前方右转」是一条足够清楚的指令。人可以结合路口结构、当前朝向和道路形态,自然判断下一步应该从哪里经过。但这一认知过程,本质上依赖人类对三维空间的完整理解,而不是语言本身。
所以,对机器人而言,这类面向人类认知设计的方向指令仍然过于抽象,不能直接转化为局部轨迹。
DA-Nav没有让视觉语言模型直接预测连续三维坐标,而是将机器人第一视角中的道路空间划分为候选区域,让模型先在画面中判断接下来应该经过哪些位置,再由控制模块将这些空间落点转化为可执行轨迹。
这一机制的关键意义在于:语言指令第一次被稳定映射到「空间决策点」,而不是抽象语义。
DA-Nav空间落点机制简单来说,模型不再凭空「画出一条路」,而是在自己看到的场景中连续指出:下一步走这里,再走这里。这一变化将视觉语言模型的「理解能力」转化为「空间执行能力」。
DA-Nav空间落点机制
在此基础上,DA-Nav进一步将导航决策组织为:
状态判断—动作选择—轨迹预测。
机器人首先判断当前是否偏离路线,再决定继续前进、转弯或进行方向修正,最后生成局部空间目标。
这一结构使导航从「直接响应指令」,转向「持续状态判断驱动」。对NavBrain而言,这建立了从长程方向理解到局部行动执行之间更清晰、更稳定的决策链路。
结构化决策
让导航从直接预测走向先判断、再行动
长距离导航中,偏航不是偶发异常,而是持续执行中的常态。换句话说,偏航不是错误,而是系统运行过程中的必然状态。
地面打滑、控制误差、动态障碍和视觉波动,都可能让机器人逐渐离开原定路线。但传统导航数据通常以专家正确轨迹为主,模型学习的是「理想情况下应该怎么走」,却很少真正经历偏航与恢复过程。
这类模型可以沿正确路线前进,却未必知道自己何时已经走偏,更不知道应该如何重新回到路线。
为此,DA-Nav构建了ReDA恢复感知导航数据集,通过受控扰动主动制造偏航状态,并记录相应的专家恢复行为。
模型由此不仅学习如何走对,也系统学习三个问题:
什么时候已经偏航、应该向哪一侧修正,以及如何重新回到正确路线。这使导航学习从「单一正确轨迹学习」,扩展为「包含错误状态的完整经验学习」。
真实路口基础动作对比
ReDA共包含约28.6万条时序样本,其中约12.8万条为恢复数据。大规模恢复样本让模型在训练阶段接触大量非理想状态,并建立偏航判断与纠正动作之间的稳定关联。从实验结果看,这一设计补齐了长程导航中「错误经验缺失」的问题。
完整模型的纠正成功率高达98.15%;去除恢复数据后,这一指标骤降至15.46%,导航成功率也由59.00%下降至29.71%。这组差异意味着,纠偏并不是模型在执行过程中自然获得的附加能力。
只学习正确路线,机器人可能能够走一段;只有把错误状态和恢复过程明确纳入训练,机器人才能在偏航后真正找回方向。
DA-Nav因此补齐了长程导航中长期被忽视的一环:不只训练机器人怎样走对,也训练它走错后怎样回来。
98.15%纠正成功率
提升NavBrain长程闭环上限
在覆盖已见和未见城市场景的长程闭环评测中,DA-Nav取得59.00%的导航成功率、77.82%的路线完成率和98.15%的纠正成功率。这一组结果的关键意义,并不在于整体成功率,而在于「纠偏能力接近稳定可靠」。
DA-Nav跨城泛化与压力测试
其中,98.15%的纠正成功率最能体现这项研究的价值。
如果把长程导航比作沿着一条细线行走,传统方法更擅长在没有干扰时沿线向前;DA-Nav则进一步具备在偏离细线后主动靠回来的能力。这意味着系统不只是「能走对」,而是「能在走偏后恢复正确路径」。
对长程任务而言,每一次成功纠偏,阻止的都不只是一次局部错误,而是误差在后续过程中的持续累积。机器人不会因为一次偏移彻底离开路线,而能够在行进过程中不断判断、不断修正。
这种能力,也让DA-Nav具备更强的跨场景和跨本体迁移价值。
同一高层导航策略在没有使用真实世界数据进行微调的情况下,被部署到四足机器人和人形机器人,并完成超过1200米的真实环境导航验证。
这说明系统学习到的不是「某条路径」,而是一种可迁移的导航决策能力。
从单点决策到长程闭环
DA-Nav升级NavBrain导航能力
在NavBrain的能力链路中,DA-Nav承担的是长程方向理解、局部目标生成与主动纠偏。它的作用不是替代规划模块,而是让规划结果能够在执行过程中持续成立。
它接收地图提供的全局方向,结合机器人第一视角判断下一步应该经过的位置,并在执行偏差发生后主动恢复。由此,NavBrain形成一条更加完整的闭环:
理解方向—生成目标—执行轨迹—判断偏差—主动修正。
DA-Nav的研究价值,不只是将「前方右转」转化成一个局部空间落点,也不只是提升一次轨迹预测的准确率。它更关键的贡献在于:将长程导航从「路径生成问题」,推进为「持续执行问题」。
对NavBrain而言,这意味着导航能力不再停留在「知道目的地在哪里」,而是进一步具备在复杂、连续、不断变化的真实环境中,把一条路线持续走下去的能力。
附论文原文链接:
https://arxiv.org/pdf/2607.11638v1

