高精度地圖如何輔助自動駕駛？

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如果有人問你，駕車出門迷路了該怎么辦？在十幾年前，你或許會去尋找附近的道路標(biāo)識，也或者向路人尋求幫助；而在如今，你一定會拿出手機，打開其中的地圖功能，依靠導(dǎo)航來走出困境。

的確，在我們駕車出行的時候，地圖往往不是一項必備品，但卻經(jīng)常會在一些緊急情況，幫我們解決燃眉之急。然而，當(dāng)汽車取代我們成為駕駛員時，誰又能保證它們在迷路后，不想尋求地圖的幫助呢？至少從目前來看，地圖已經(jīng)開始被自動駕駛汽車所“鐘愛”，而精度更高的地圖更是逐漸成為企業(yè)部署相關(guān)技術(shù)規(guī)劃時的必要條件。

高精度如何輔助自動駕駛？

步入正題之前，有必要先了解一下什么是高精度地圖。

顧名思義，高精度地圖相較當(dāng)下日常使用的電子地圖，其精度更高，但卻不僅僅體現(xiàn)在顯示的圖像更為清晰，而是能夠提供更加精準(zhǔn)的坐標(biāo)位置。一般來說，傳統(tǒng)的電子地圖主要用于人們?nèi)粘３鲂?，其精?zhǔn)度處在米級的水平，即便存在十余米的誤差，也并不會給用戶帶來多大的影響；而高精度地圖，精準(zhǔn)度則縮小在1米范圍內(nèi)，甚至對于車道線、路肩等位置，其精度可以達到厘米級。

因此，依靠這一精準(zhǔn)定位的潛力，使得高精度地圖越來越受各家企業(yè)的青睞，而企業(yè)在部署自動駕駛汽車的技術(shù)規(guī)劃時，也開始轉(zhuǎn)變思路向其靠攏。此前長安選擇與百度地圖進行合作，并在后者的幫助下，完成了去年重慶到北京的自動駕駛測試；而近期，博世宣布與高德、百度、四維圖新三家地圖廠商合作，旨在結(jié)合自身的技術(shù)優(yōu)勢與高精度地圖的成果，提高自動駕駛汽車的定位水平。

上海交通大學(xué)教授、汽車節(jié)能研究所所長殷承良向《新能源汽車新聞》解釋，自動駕駛汽車?yán)脭z像頭、雷達等傳感器來探測周圍的路況，再與高精度地圖中的數(shù)據(jù)進行地形匹配，就可以確定汽車所處的當(dāng)前位置。

簡單來說，這是與觀察周圍指向型路標(biāo)、標(biāo)志性建筑來確定位置的方法類似，但自動駕駛汽車的工作原理要復(fù)雜的多。由于高精度地圖能夠提供更為具體的道路信息，除了描繪周圍道路的形狀、人行橫道、道路信息指示牌、限速標(biāo)志等交通參照物，還能對每條車道的坡度、曲率、傾斜程度，以及汽車與車道線間的距離等信息進行描述，這使得自動駕駛汽車不僅能夠準(zhǔn)確地找到自己的位置，也能在行駛軌跡的規(guī)劃和跟蹤上進行更多細(xì)節(jié)的優(yōu)化。

自動駕駛汽車的數(shù)據(jù)“反哺”

實際上，高精度地圖之所以被大家所看好，并不在于其實現(xiàn)定位的水平如何之高，而是出于技術(shù)成本乃至未來自動駕駛汽車商業(yè)化量產(chǎn)的考慮。

客觀地講，要想實現(xiàn)車輛的精準(zhǔn)定位，并不只一種手段。例如通過使用激光雷達、毫米波雷達等大量傳感器進行道路信息的采集，再結(jié)合高精度的慣性導(dǎo)航技術(shù)，也完全能夠?qū)崿F(xiàn)車輛在靜態(tài)及運動過程中位置的判斷?！安贿^，這些技術(shù)的應(yīng)用，對于一輛汽車來講，成本還是太高了?！币蟪辛颊劦溃啾榷?，應(yīng)用高精度地圖實現(xiàn)地形匹配，即便自動駕駛汽車搭載使用低成本傳感器，也能得到較好的定位效果。

“尤其是在高速公路這類的結(jié)構(gòu)化程度較好的道路上，可以很好地應(yīng)對類似于SEA分級標(biāo)準(zhǔn)中L3等級的場景?！痹谝蟪辛伎磥恚呔鹊貓D是一種較低成本的技術(shù)路線，也是自動駕駛汽車中較為必要的技術(shù)手段。

目前，高德已經(jīng)對外免費開放了高精度地圖的數(shù)據(jù)，為自動駕駛汽車的開發(fā)提供技術(shù)支持；而近期百度宣布開放的自動駕駛平臺中，也包含了地圖這一子項目，這無疑給車企帶來良好的資源條件。不過，殷承良也表示說，“雖然如此，但車企也要必須掌握地圖增量在線升級的技術(shù)?！?/p>

一般來說，高精度地圖會在初期將基本的地圖離線數(shù)據(jù)儲存在汽車內(nèi)，但由于現(xiàn)實中經(jīng)常出現(xiàn)修路、車道線調(diào)整等情況，使得離線地圖不能完全滿足自動駕駛汽車的要求，而這也就需要后者在行駛中將采集到的數(shù)據(jù)“反哺”給地圖的云端。

殷承良告訴《新能源汽車新聞》，自動駕駛汽車?yán)脭z像頭、雷達等傳感器采集周圍的數(shù)據(jù)，通過算法以及數(shù)據(jù)模型將其規(guī)范化，以此將生成的增量信息在原來的地圖上進行局部的在線重構(gòu)，以使得汽車能夠更加精準(zhǔn)地實現(xiàn)地形的匹配。

通過這種方式，不僅能實時保證高精度地圖的靜態(tài)信息，還能為之加入更多的動態(tài)屬性。諸如交通擁堵狀況、紅綠燈狀態(tài)，乃至雨、雪、道路結(jié)冰等實時性的惡劣環(huán)境，也會在動態(tài)信息采集中得以反饋。

地圖測繪成難點

高精度地圖似乎描繪了一幅十分美好的畫面，既然如此，各家企業(yè)為何不瞄準(zhǔn)這一點加大投入開發(fā)的力度？話雖如此，但談何容易。出于地圖信息關(guān)系到國家安全，并不是任何人都有地圖測繪的資格，而從事高精度地圖的采集也往往需要相比傳統(tǒng)地圖更為精密的專業(yè)設(shè)備，而滿足這些條件的也只有為數(shù)不多的幾家地圖廠商。

此外，電子地圖在被使用之前，均需要進行加密，即通過加密算法，在坐標(biāo)系統(tǒng)上加入一定量的隨機偏差。而若要應(yīng)用于自動駕駛汽車上時，其導(dǎo)航、傳感器等系統(tǒng)也需要進行一次坐標(biāo)偏轉(zhuǎn)的處理，才能配合高精度地圖進行定位工作。要知道，自動駕駛汽車對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實時性的要求較高，行駛過程中系統(tǒng)對路況及車輛動作的決斷是否會受到坐標(biāo)偏轉(zhuǎn)的影響，無形之中為其穩(wěn)定性加了一個問號。

而這也使得浙江吉利控股集團董事長李書福在今年的“兩會”上提交提案，“審慎對進行自動駕駛開發(fā)技術(shù)的企業(yè)提前、有條件地開放地圖測繪資質(zhì)，并進行有效監(jiān)管。”希望在保證國家信息安全的前提下有條件地向部分企業(yè)開放地圖測繪資質(zhì)，以降低自動駕駛技術(shù)的發(fā)展壁壘。

此前馭勢科技CEO吳甘沙也在接受相關(guān)媒體時表示，開放測繪資質(zhì)確實是個現(xiàn)實的需求，而按照傳統(tǒng)地圖的測繪方式，即使數(shù)據(jù)精度有所提高，但卻不是“活”的地圖，雖然依靠自動駕駛汽車的數(shù)據(jù)采集可以實現(xiàn)道路信息的不斷更新，但在國內(nèi)目前的法律法規(guī)下，這種思路似乎是行不通的。

據(jù)交通部公布的數(shù)據(jù)，截至2016年，全國公路總里程達到469.63公里，而高速公路的總里程已經(jīng)突破13萬公里。而面對龐大的交通網(wǎng)絡(luò)，要想保持道路信息時刻處于“新鮮”狀態(tài)，僅靠地圖廠商的能力來維持，還是比較困難的。

在筆者看來，自動駕駛汽車不是企業(yè)悶頭苦干就能做好的產(chǎn)品，而是一個集大成的產(chǎn)物，需要結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈中方方面面的人來貢獻力量。

傳統(tǒng)汽車企業(yè)自不必說，而零部件供應(yīng)商所掌握的傳感器技術(shù)也同樣是自動駕駛汽車的核心所在。與此同時，隨著深度學(xué)習(xí)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的逐漸成熟，從IT領(lǐng)域跨界而來的科技公司，也逐漸成為自動駕駛汽車陣營中的主力軍。而如今，高精度地圖也被各家企業(yè)所覬覦，并作為規(guī)劃技術(shù)路線時的必要條件，這也使得各大地圖廠商成為業(yè)內(nèi)的重要角色。

正如一些報道所描繪的那樣，當(dāng)自動駕駛汽車實現(xiàn)商用、大面積普及于市場，其汽車的身份將會從私有物品轉(zhuǎn)變成大家共享使用的交通工具。雖然此種說法頗受認(rèn)同，但值得一提的是，這種共享的理念，不僅始于產(chǎn)品上路之時，更是要體現(xiàn)在前期的技術(shù)研發(fā)階段。各領(lǐng)域企業(yè)積極共享技術(shù)成果，彼此取長補短，交叉驗證技術(shù)的可行性、穩(wěn)定性，才能盡快地將自動駕駛汽車推向市場。

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