現(xiàn)在，看導(dǎo)航只知道哪條路堵 未來(lái)，高精地圖告訴你哪條車道堵
5G來(lái)了，智能駕駛的車輪越來(lái)越近了。
說(shuō)到智能駕駛，我們會(huì)暢想其中應(yīng)用的種種高科技，不過(guò)常被忽略的細(xì)節(jié)是，駕車出行必備的導(dǎo)航電子地圖也將隨之“變臉”——智能駕駛時(shí)代，高精地圖將成新標(biāo)配。
日前，全國(guó)智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)公布了《智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)模型與交換格式 第1部分：高速公路》和《智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)模型與交換格式 第2部分：城市道路》這兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公開(kāi)征求意見(jiàn)的通知，征求意見(jiàn)至7月25日前結(jié)束。
兩項(xiàng)高精地圖“國(guó)標(biāo)”呼之欲出，看來(lái)，用上高精地圖不會(huì)遠(yuǎn)了。
導(dǎo)航電子地圖變高清模式
“大家現(xiàn)在所談的高精地圖，主要是指給自動(dòng)駕駛系統(tǒng)使用的自動(dòng)駕駛地圖，屬于特殊的導(dǎo)航電子地圖。”北京四維圖新科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱四維圖新)自動(dòng)駕駛地圖產(chǎn)品總監(jiān)王淼在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說(shuō)。
這種高精地圖主要面向L3、L4級(jí)別以上的自動(dòng)駕駛，也就是說(shuō)至少由車輛完成絕大部分駕駛操作，甚至完全由車輛完成自動(dòng)駕駛。
“高精地圖一方面是指精度更高，精確到厘米級(jí);另一方面的含義是指高分辨率和高清，地圖包含的細(xì)節(jié)更多。”王淼介紹。
比如，目前的導(dǎo)航電子地圖主要強(qiáng)調(diào)道路之間的連接關(guān)系，而高精地圖則包含車道級(jí)的關(guān)系信息，比如每條車道線的精確位置、車道是虛線還是實(shí)線等。此外，道路上每個(gè)紅綠燈和路邊車牌的精確位置也會(huì)展現(xiàn)在高精地圖上，幫助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)更好地進(jìn)行感知和規(guī)劃。
“和傳統(tǒng)導(dǎo)航電子地圖比，高精地圖的精度和分辨率更高，包含的內(nèi)容更多。”北京理工大學(xué)研究生院副院長(zhǎng)、中國(guó)圖像圖形學(xué)會(huì)理事黃華打比方說(shuō)，這就像看電視，以前是低分辨率，現(xiàn)在變高清了。
隨著汽車廠商開(kāi)始公布自動(dòng)駕駛汽車量產(chǎn)時(shí)間表，一些導(dǎo)航電子地圖廠商也開(kāi)始掌握高精地圖的量產(chǎn)能力。
科技日?qǐng)?bào)記者了解到，四維圖新自2014年起組建團(tuán)隊(duì)繪制高精地圖，目前已完成全國(guó)30萬(wàn)公里城際高速以及城內(nèi)快速路的高精地圖生產(chǎn)，并于今年年初獲得寶馬集團(tuán)在中國(guó)L3級(jí)別以上高精地圖量產(chǎn)訂單。高德地圖則于今年4月宣布，將對(duì)高精地圖服務(wù)進(jìn)行升級(jí)，同時(shí)以成本價(jià)格提供標(biāo)準(zhǔn)化高精地圖。
“高精地圖產(chǎn)品一般包含靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)層面。”王淼介紹，靜態(tài)層面即在繪制時(shí)形成高精度電子地圖產(chǎn)品，動(dòng)態(tài)層面則包括對(duì)道路信息的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。
王淼告訴科技日?qǐng)?bào)記者，傳統(tǒng)的導(dǎo)航電子地圖也包含交通事故、擁堵等信息，但主要是道路級(jí)別的。也就是說(shuō)，只知某條道路擁堵，不知哪個(gè)車道發(fā)生擁堵。而高精地圖將包含車道級(jí)動(dòng)態(tài)信息，更加精確。
自動(dòng)駕駛汽車的多面助手
“汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)包括環(huán)境感知與定位、智能規(guī)劃與決策、控制執(zhí)行3大核心模塊，高精地圖又是各類感知系統(tǒng)中尤為關(guān)鍵的一環(huán)。”《智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)模型與交換格式 第1部分：高速公路》征求意見(jiàn)稿編制說(shuō)明中如此描述。
王淼告訴科技日?qǐng)?bào)記者，高精地圖對(duì)于汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)具有多方面意義。
在感知方面，高精地圖為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供大量靜態(tài)環(huán)境信息，可省去許多算力進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算。在定位方面，高精地圖可與GPS、北斗等全球衛(wèi)星導(dǎo)航方式結(jié)合，幫助車輛定位其精確位置。在駕駛規(guī)劃方面，由于高精地圖包含實(shí)時(shí)、高精度的交通信息，可精確幫助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行駕駛規(guī)劃。
“高精地圖還有一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的意義，就是幫助自動(dòng)駕駛汽車降低成本。”王淼說(shuō)，如果沒(méi)有高精地圖，自動(dòng)駕駛汽車需要裝備昂貴的激光雷達(dá)或非常高端的芯片，會(huì)增加汽車成本，不利于量產(chǎn)。
正如上述征求意見(jiàn)稿編制說(shuō)明所言，高精地圖是“智能駕駛的關(guān)鍵性基礎(chǔ)技術(shù)”，是否擁有高質(zhì)量、高精度的電子地圖直接影響自動(dòng)駕駛行業(yè)的發(fā)展。毋庸置疑，繪制和維護(hù)高精地圖，也需要一定技術(shù)門檻。
王淼告訴科技日?qǐng)?bào)記者，高精地圖在繪圖時(shí)需要按照測(cè)繪、交通等行業(yè)的高精度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。首先需要使用高精度測(cè)量技術(shù)，如全球定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航技術(shù)等。在感知環(huán)境時(shí)，需要使用大量高級(jí)別傳感器，例如激光雷達(dá)、工業(yè)攝像機(jī)等。
“獲取相關(guān)數(shù)據(jù)之后，還需要高度自動(dòng)化能力對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理。因?yàn)樵谕壤锍滔拢呔貓D是傳統(tǒng)導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)量的上百倍，靠人工方法很難處理。”王淼說(shuō)，此外還需要相關(guān)技術(shù)將高精地圖實(shí)時(shí)發(fā)布到自動(dòng)駕駛汽車上，并保證通信通道的安全性。
5G為高精地圖帶來(lái)機(jī)遇
“高速道路和城市道路可以使用高精地圖的方法構(gòu)建，但在沒(méi)有道路的地方，地圖怎么繪制?”黃華說(shuō)，真正的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)除了高精地圖，還需要即時(shí)的高精度定位與之匹配。
黃華解釋說(shuō)，高精地圖是虛擬的電子地圖，依賴GPS、北斗等定位系統(tǒng)確定車輛在電子地圖中的位置。但由于目前的定位精度還不夠高，在高樓遮擋等信號(hào)不好的情況下，不能在高精地圖上準(zhǔn)確定位。此外，如果僅依賴GPS、北斗等定位系統(tǒng)，則由于對(duì)高度信息的識(shí)別精度不夠，在復(fù)雜的高架橋等環(huán)境下，也會(huì)導(dǎo)致定位不夠準(zhǔn)確。
“此時(shí)，需要使用視覺(jué)同時(shí)定位與地圖構(gòu)建(SLAM)技術(shù)。SLAM能憑借圖像傳感器對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)周圍的圖像信息進(jìn)行計(jì)算，實(shí)時(shí)繪制地圖并同時(shí)給出車輛的定位。”黃華說(shuō)。
“我們繪制高精地圖時(shí)，在某些全球定位系統(tǒng)信號(hào)不太好的區(qū)域，會(huì)使用SLAM技術(shù)進(jìn)行局部修復(fù)或優(yōu)化。”王淼告訴科技日?qǐng)?bào)記者。
談到5G，專家認(rèn)為，它將為高精地圖帶來(lái)重要發(fā)展機(jī)遇。
在黃華看來(lái)，5G作為更新一代的通信技術(shù)，可以保證足夠帶寬，數(shù)據(jù)傳輸足夠快，因此對(duì)高精地圖的實(shí)時(shí)傳輸有很大幫助。畢竟在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景下，高精地圖需要實(shí)時(shí)進(jìn)行應(yīng)用。
“5G能為高精地圖的快速發(fā)布提供更好的通道，因?yàn)樗鼜?qiáng)調(diào)邊緣通信和計(jì)算能力，我們可以將道路上發(fā)生的動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)發(fā)布到相應(yīng)車輛上，提升高精地圖的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。”王淼說(shuō)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)大廠商提出的高精地圖量產(chǎn)目標(biāo)主要面向L3和L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛，這與目前通信基礎(chǔ)設(shè)施的迭代升級(jí)節(jié)奏是相匹配的。
記者了解到，為滿足相關(guān)政策法規(guī)要求，高精地圖在采集完成后一般會(huì)進(jìn)行加密偏移，最終保證一定的相對(duì)精度，而不是絕對(duì)精度。目前高精地圖廠商所追求的相對(duì)精度是20厘米以內(nèi)，以滿足L3、L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛需求。
“目前，四維圖新高精地圖的數(shù)據(jù)來(lái)源分為3類：一類是以采集車為主導(dǎo)的高精地圖采集設(shè)備，質(zhì)量可靠但成本相對(duì)較高;第二類來(lái)自合作伙伴的數(shù)據(jù)補(bǔ)充;第三類則通過(guò)UGC數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。”王淼說(shuō)，高精地圖的產(chǎn)品定義已經(jīng)明確，但成本依然較高，業(yè)內(nèi)依然在探索如何用更加高效、經(jīng)濟(jì)、共享的方式將其構(gòu)建出來(lái)。
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