高精度地圖在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是什么

對(duì)于人類駕駛員來(lái)說(shuō)，電子地圖的主要作用是導(dǎo)航，包括從A地到B地的路徑規(guī)劃、車(chē)輛和道路的定位匹配、POI檢索等，那么當(dāng)未來(lái)汽車(chē)可以實(shí)現(xiàn)一定程度的自動(dòng)駕駛，甚至不需要駕駛員，能夠完全自動(dòng)駕駛了，需要的地圖又是什么樣的呢？

答案是高精度地圖。

高精度地圖如何助力自動(dòng)駕駛？

精準(zhǔn)的自身位置評(píng)估和周邊環(huán)境感知，尤為重要。

目前來(lái)看，諸如攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器，在進(jìn)行環(huán)境感知時(shí)還存在一些缺陷，尤其在沙塵、雨雪、濃霧等極端天氣下，容易發(fā)生誤判，甚至失效，即使將多個(gè)傳感器進(jìn)行融合，也不能完全避免。而高精度地圖，不僅在極端天氣情況下依然能發(fā)揮作用，且視野范圍還不會(huì)受到遮擋、距離與視覺(jué)限制，可以與上述傳感器在感知層形成很好的互補(bǔ)，為自動(dòng)駕駛汽車(chē)提供更加可靠的感知能力。

就感知信息而言，高精度地圖除了可以為自動(dòng)駕駛汽車(chē)提供高精度的靜態(tài)信息，如路網(wǎng)、路形、車(chē)道、POI、建筑、路標(biāo)等，還包含動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)交通信息，通過(guò)對(duì)這兩類信息進(jìn)行融合，形成一個(gè)虛擬的駕駛環(huán)境，供車(chē)輛進(jìn)行環(huán)境感知、認(rèn)知和理解，并開(kāi)展路徑規(guī)劃、躲避擁堵和交通障礙。從這一點(diǎn)上來(lái)講，高精度地圖其實(shí)相當(dāng)于一個(gè)超級(jí)感知容器，一方面可對(duì)現(xiàn)有傳感器進(jìn)行輔助，另一方面作為平臺(tái)對(duì)接車(chē)道級(jí)規(guī)劃的需求，最終實(shí)現(xiàn)感知和決策的雙增強(qiáng)。

值得一提的是，基于對(duì)3D道路環(huán)境的重建，高精度地圖可以幫助自動(dòng)駕駛汽車(chē)減輕對(duì)昂貴傳感器的依賴，大幅降低系統(tǒng)成本，并減輕車(chē)內(nèi)計(jì)算壓力。

而在上海晶眾信息科技有限公司陸哲元看來(lái)，高精度地圖除了可以幫助自動(dòng)駕駛汽車(chē)進(jìn)行位置感知、更精準(zhǔn)的路徑規(guī)劃，為決策層提供支持，對(duì)智慧交通的發(fā)展也大有裨益。例如在智能停車(chē)領(lǐng)域，可以用于車(chē)位誘導(dǎo)以及反向?qū)ぼ?chē)，幫助用戶快速找到停車(chē)位。

“高精度地圖還能夠作為自動(dòng)駕駛現(xiàn)有傳感器的補(bǔ)充和增強(qiáng)，強(qiáng)化車(chē)路協(xié)同架構(gòu)中車(chē)端的感知能力，進(jìn)而提升智能網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用。以及助力車(chē)企、科研機(jī)構(gòu)等開(kāi)展自動(dòng)駕駛虛擬測(cè)試?！标懻茉硎?。

四維圖新車(chē)路協(xié)同研究院副院長(zhǎng)郭磐石則認(rèn)為，與傳統(tǒng)地圖相比，自動(dòng)駕駛所需要的地圖在精度方面的要求固然更高，并不是說(shuō)絕對(duì)精度一定要達(dá)到什么級(jí)別，而是指精度能夠覆蓋出行所需的各種場(chǎng)景?！袄缥覀?cè)诟咚俟飞祥_(kāi)車(chē)，需要的并不是車(chē)輛絕對(duì)的地理坐標(biāo)精度，而是車(chē)道線之間的相對(duì)關(guān)系?！?/p>

除此之外，郭磐石認(rèn)為用于自動(dòng)駕駛的地圖還應(yīng)該具備要素全、更新快、協(xié)同強(qiáng)等特點(diǎn)?！昂沃^要素全，比如我們用滴滴打車(chē)，你得知道上車(chē)點(diǎn)是小區(qū)的東門(mén)、西門(mén)、南門(mén)還是北門(mén)，這在地圖上也應(yīng)該顯示出來(lái)。至于更新，雖然目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了秒級(jí)更新，但對(duì)自動(dòng)駕駛而言，還不夠，需要進(jìn)一步做到毫秒級(jí)。協(xié)同強(qiáng)則是指地圖能夠和感知系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等進(jìn)行全方位的協(xié)同?！?/p>

不過(guò)，鑒于自動(dòng)駕駛有多個(gè)不同的級(jí)別，并不是每個(gè)階段都需要這樣的高精尖技術(shù)。

在中汽中心汽車(chē)技術(shù)情報(bào)研究所政策研究中心劉斌看來(lái)，在L1、L2階段，依舊需要傳統(tǒng)的電子地圖作為出行參考，因?yàn)榇藭r(shí)控制車(chē)輛的還是人類駕駛員。但到了L3級(jí)別，由于是人和系統(tǒng)共享車(chē)輛的控制權(quán)，引入高精度地圖，與傳感器進(jìn)行結(jié)合，有助于降低研發(fā)成本，利于后續(xù)量產(chǎn)。

清華大學(xué)汽車(chē)工程系主任楊殿閣也認(rèn)為，對(duì)于L1、L2級(jí)的ADAS系統(tǒng)，使用亞米級(jí)的ADAS地圖就可以了，而到了L3，除了ADAS地圖，可能還會(huì)用到高精度地圖，但不是必須的。在L4階段，厘米級(jí)的高精度地圖是必須的，L5同樣如此，不僅必須具備，還要能夠做到實(shí)時(shí)更新。

高精度地圖的發(fā)展現(xiàn)狀

與傳統(tǒng)的電子地圖相比，高精度地圖由于精度更高，涵蓋的信息更廣，可以為車(chē)輛提供較傳感器更詳細(xì)的環(huán)境信息，儼然成了自動(dòng)駕駛汽車(chē)最核心的技術(shù)之一。然由于自動(dòng)駕駛地圖提供的數(shù)據(jù)過(guò)于詳細(xì)，涉及到了空間信息安全，現(xiàn)行的法律以及政策在數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲(chǔ)存、使用以及表達(dá)上都存在著很多的限制，這在一定程度上制約了高精度地圖的發(fā)展。

具體來(lái)看，據(jù)自然資源部地理信息管理司綜合處處長(zhǎng)章煒?lè)治?，現(xiàn)階段高精度地圖面臨的難點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

第一，數(shù)據(jù)的采集和使用以及表達(dá)受限制。這一點(diǎn)主要是針對(duì)車(chē)企和自動(dòng)駕駛方案解決商而言的，由于現(xiàn)行法規(guī)限制，他們沒(méi)有測(cè)繪資質(zhì)就沒(méi)辦法采集、使用以及儲(chǔ)存這些空間位置信息，只能夠跟有資質(zhì)的圖商進(jìn)行合作。另外還包括眾包采集，以及道路的高程、坡度、曲率，橋梁隧道的限高、限重等信息，按照現(xiàn)行政策，其實(shí)也有明確的限制。而車(chē)企對(duì)于這些數(shù)據(jù)又有很強(qiáng)的需求，這也就間接影響了自動(dòng)駕駛的發(fā)展。

第二，國(guó)內(nèi)沒(méi)有專門(mén)針對(duì)自動(dòng)駕駛地圖的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。目前在國(guó)際上通行的標(biāo)準(zhǔn)基本上都是基于歐美道路設(shè)計(jì)的，跟國(guó)內(nèi)場(chǎng)景有很大的區(qū)別。

第三，保密技術(shù)需要改進(jìn)。按照現(xiàn)行法規(guī)，自動(dòng)駕駛地圖仍屬于導(dǎo)航電子地圖的一種，在公開(kāi)使用前，需要進(jìn)行處理，而自動(dòng)駕駛對(duì)定位的要求又很高，這明顯與法規(guī)要求相矛盾。

第四，現(xiàn)行審圖方式可能存在一定的問(wèn)題。目前導(dǎo)航電子地圖實(shí)行的是許可制，在出版和發(fā)行之前需要經(jīng)過(guò)地理信息主管部門(mén)的審核，然自動(dòng)駕駛地圖采用的是數(shù)字串的形式來(lái)表達(dá)相關(guān)信息，且有很高的更新頻率和周期，現(xiàn)行的審圖模式難以滿足這些需求。

第五，沒(méi)有劃定專門(mén)的測(cè)試區(qū)。目前國(guó)內(nèi)的自動(dòng)駕駛測(cè)試場(chǎng)主要集中在對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的測(cè)試上面，對(duì)地圖相關(guān)的測(cè)試驗(yàn)證還沒(méi)有，由此導(dǎo)致對(duì)地理信息安全方面的評(píng)估較為缺乏。

第六，缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。自動(dòng)駕駛地圖不僅包含很高精度的道路靜態(tài)信息，未來(lái)可能還會(huì)包含交通事件以及道路施工等動(dòng)態(tài)信息，基于這樣一個(gè)特性，其數(shù)據(jù)采集和更新成本未來(lái)會(huì)很高。如果有了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，用于自動(dòng)駕駛的數(shù)據(jù)采集、診斷、評(píng)估，可以實(shí)現(xiàn)更加高效的數(shù)據(jù)共享。

由此可見(jiàn)，高精度地圖的產(chǎn)業(yè)化之路也是道路且長(zhǎng)。然盡管如此，過(guò)去幾年該領(lǐng)域還是吸引了大批企業(yè)布局。放眼市場(chǎng)，除了傳統(tǒng)的圖商，像BAT等科技巨頭，以及BBA等傳統(tǒng)車(chē)企，都在紛紛借助收購(gòu)、投資或者合作等手段進(jìn)入高精度地圖領(lǐng)域，甚至還誕生了一大批初創(chuàng)型企業(yè)，如Momenta、寬凳、晶眾等。

其中BAT方面，百度已經(jīng)獲得了來(lái)自長(zhǎng)城汽車(chē)的高精度地圖和自定位量產(chǎn)訂單，并與比亞迪、奇瑞、現(xiàn)代、北汽新能源、漢騰汽車(chē)、廣汽傳祺、大乘汽車(chē)等諸多品牌簽署了商業(yè)定點(diǎn)協(xié)議，阿里系的高德地圖先后拿下了凱迪拉克和吉利兩個(gè)高精度地圖商業(yè)訂單，騰訊系的四維圖新則拿下了寶馬中國(guó)的量產(chǎn)訂單。而初創(chuàng)型公司也在不斷強(qiáng)化與車(chē)企的合作，以加快融入市場(chǎng)，獲得更大的發(fā)展空間。

在多方勢(shì)力角逐之下，高精度地圖的市場(chǎng)進(jìn)程節(jié)奏已然加快。據(jù)蓋世汽車(chē)研究院預(yù)測(cè)，隨著自動(dòng)駕駛的不斷發(fā)展，特別是從2020年開(kāi)始L3車(chē)型的密集上市，高精度地圖產(chǎn)業(yè)有望迎來(lái)黃金發(fā)展期，預(yù)計(jì)到2025年國(guó)內(nèi)高精地圖市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到80億元，2026年將出現(xiàn)快速增長(zhǎng)，突破100億元。