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前方,高精地图的黄金时代?

鹿野 泰伯网 2022-05-16

报道数字经济  


  定义转型中国


泰伯网 鹿野 | 撰文

日,发改委、工信部、自然资源部等11部委联合发布了《智能汽车创新发展战略》。这一重要战略,清晰勾画出了我国智能汽车的发展路线。同时高精地图成为自动驾驶的基础设施之一。
该战略提出,到2025年,我国将实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产,实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用。同时战略围绕高精地图提出了多项重要任务。
包括:重点突破智能汽车基础地图技术,验证智能汽车基础地图服务能力,培育智能汽车基础地图新业态,建设覆盖全国路网的道路交通地理信息系统,等。
这一战略的公布,明确了高精地图在自动驾驶产业中的功能和作用。为此,泰伯网邀请了中国工程院院士刘经南教授、清华大学车辆学院杨殿阁教授、国汽智能网联地图负责人李庆建先生以及神秘的业内大咖X先生,通过一场穿越空间的对话,来共同解读该战略对于我国高精地图产业的重大意义。

01

泰伯网:我国十几个部委联合公布了《智能汽车创新发展战略》,战略围绕高精地图提出多项重要任务。我国对高精地图资质一直管理的比较严,不过从去年开始,高精地图的队伍快速扩容,包括京东、华为、顺丰等企业都拿到了相关资质。目前在全球范围内,我国高精地图处于什么发展水平?


刘经南(中国工程院院士):
正在起步,正在探索阶段。目前图商在做高精地图,车企也在做。有一点需要强调,地图本身仍旧属于自然资源部管理,属于国家测绘体系的一部分。当然,它在管理方式上肯定会与传统地图有差别。
杨殿阁(清华大学车辆学院教授,北京汽车工程学会副理事长):
首先要说明一下,应用于智能汽车自动驾驶的地图,称之为“高精度自动驾驶地图”或者“自动驾驶地图”可能会更好一些。如果只说高精度,很多专项地图精度也很高,甚至比自动驾驶地图的精度还高,但这些地图并不能用于自动驾驶。
目前我国自动驾驶地图的发展,从采集、制作和应用等核心关键技术层面衡量,我们与国际上基本同步,整体处于一个水平线上,国内的这些从事自动驾驶地图研究的公司,技术还是很不错的,近年来NDS与自动驾驶地图相关标准的修改完善,很多都是中国的公司完成的。我国有世界上最复杂的道路交通条件,所涉及的自动驾驶地图也是最复杂的,很多诉求和情况都是国外同行没有遇到的,应该说我国自动驾驶地图技术发展面临的技术问题是最难的,这既是我们的困难,也是我们的机遇。如果我们突破了最难的问题,那么就有机会做出相当优秀的自动驾驶地图,其水平或会领先国际。
李庆建(国汽智能网联地图负责人):
比较起来,国内高精地图的技术其实与国外差距不大。国外的高精地图,在技术规格上有一定基础,如欧洲的NDS标准体系,日本的DMP公司,还有美国的HERE公司,都经过多年的发展,为高精地图发展打下了很好的基础。
另外,国外的汽车巨头很早就介入高精地图领域。国内高精地图基本是图商在做,在地图与车的结合方面,我们相对国外弱一点。不过这几年国内的车厂正在介入高精地图领域,有些车厂开始入股图商了。
从技术来讲,我国的高精地图与国外的差距应该在3-5年之内。差距体现在两方面:
一是基础标准体系,国外有基础的导航地图技术体系,可以在此基础上扩展高精地图,而我们则需要重建整个高精地图的标准体系。
二是在高精地图的数据采集环节,我们还受到一些核心技术的制约,包括芯片、传感器、激光、雷达、视觉摄像头等。另外,国外的图商与车厂联合比较紧密,很容易形成规模化的车辆数据采集。国外车厂在自动驾驶的技术方面有比较大的优势,图商与车厂的结合,会使双方都有很好的互相推动。
尽管我们的高精地图在采集、制作、投入等方面,现在已经有一定的量的优势。但在应用和自动驾驶结合方面,我们相对国外要落后一点。
X先生(某互联网大厂高精地图负责人):
我国的高精地图水平在全球范围内还是挺高的,市场发展也比较快。在技术方面,与国外没有差距,甚至更强。不过在应用领域,国外的车企肯定要更强一些。因为高精地图主要服务于自动驾驶,而自动驾驶国外肯定比国内走得更快。但从图商的能力上来讲,其实国内的图商会要更强一些。

02

泰伯网:战略提出的多项任务包括:重点突破智能汽车基础地图技术,验证智能汽车基础地图服务能力,培育智能汽车基础地图新业态,建设覆盖全国路网的道路交通地理信息系统等。请谈一下,战略的出台对国内高精地图产业,以及对自动驾驶会带来什么样的影响?


刘经南:
这一战略涉及的内容比较全面,高精地图在其中只占很小一部分。
虽然只是战略的一小部分,但高精地图被认为智能驾驶的基础设施之一,是信息基础设施。既然是基础设施,那么它涉及的产业链就会比较长,涉及的面就会比较大。
高精地图与传统地图有几点不同。
首先,高精地图是给机器“看”的地图,普通地图是给人看的地图。在私密性和保密性等方面,高精地图与普通地图不同。在管理上必须要将两者区分开来,不能用普通地图的管理办法来管理高精地图。
其次,地图是信息基础设施,交通本身也是基础设施,而高精地图则是交通基础设施和做为自动驾驶的地理信息基础设施的叠加。这种叠加,大大增加了高精地图的复杂性和挑战性,同时也带来更多的产业机遇。而也只有这种叠加,才能发挥高精地图在自动驾驶上的功能和作用。这是普通地图所不具备的。
第三,高精地图与普通地图在功能上也有不同。
传统地图是人对世界地物、地貌的认知,然后用图形符号表达出来,以方便大家都能看懂,所以它对外界有一种认知的功能。认知是地图的第一个功能。它的第二个功能是交流。因为人人看得懂地图,所以人们就会用地图的语言好描述进行交流。第三个功能是辅助规划和决策。比如城市规划,军事上战略战疫的鞠策。
但是,应用于自动驾驶的高精地图,它拥还有一个新的功能,控制的功能。比如根据弯道的半径、坡度的大小以及车道线等地图数据,它可以控制汽车调整行驶的方式,保障车辆的安全行驶。
高精地图与普通地图的三大不同,会产生与此相当的、不同的服务需求和管理需求。这些需求会涉及产业链的每一个层次,比如:作为基础设施层次的地图数据有哪些要求?作为机器来读取的数据,它与哪些数据库、数据格式相关联?数据的管理模式有哪些?等等。由此而来的大量新需求,肯定会给产业链条带来变化。
当然,自动驾驶并不是只有地图技术需要突破。事实上,现有的高精度地图测绘车都有自动驾驶的功能,但是设备过于昂贵,远超老百姓对于乘用车的价格承受能力。所以将来,随着测绘仪器设备的降价量产化,以及技术的迭代,自动驾驶汽车需要做到老百姓可以接受的价格水平。
即使有了地图和自动驾驶技术,甚至价格也已经相当亲民,其实仍旧无法实现自动驾驶。我们还需要车联网,道路也需要智能化。要实现车路协同,车车协同,和主动安全警示等功能,这样才能与自动驾驶技术结合,才能够真正实现无人驾驶。
杨殿阁:
这个战略可以看作是中国发布了自己标准的智能汽车的发展路线和发展模式,由十几个部门联合发文,意味着,这个发展模式和路线在国家层面取得了共识。
通过这个战略,我们可以清晰看到我国智能汽车的发展路线。智能汽车自动驾驶,特别是高级的自动驾驶,不仅仅是造车,它涉及到基础设施,涉及到信息安全,涉及到法律法规,涉及到交通……它是一个系统工程,需要协同发展,其中,高精度自动驾驶地图是一项非常重要的基础设施。
过去,车载地图的基本功能是导航,是给司机提供辅助,只是汽车的一个辅助角色,但面向智能汽车,特别是高级别自动驾驶,高精度自动驾驶地图是智能汽车必不可少的传感器。而且不仅仅是传感器,它比一般的传感器更重要,它是超级的感知容器——它要把其他传感器的信息,比如视觉的、毫米波雷达的、激光雷达的感知信息,在自动驾驶地图上融合起来,形成智能汽车的虚拟驾驶感知认知环境。对L4、L5级别的智能汽车而言,自动驾驶地图就是必要的数据基础,不可或缺。
战略明确了高精度自动驾驶地图在整个自动驾驶中的地位和作用。也意味着,要实现智能汽车自动驾驶最终发展目标,自动驾驶地图的关键技术和生产加工不管难度多大,都必须要突破。其实早在2018年1月份,战略的征求意见稿就已经发了,到现在将近两年的时间。这两年里全行业广泛参与了战略的讨论工作,最后的战略定下来就意味着,相关的观点也取得了整个行业共识。
李庆建:
首先,我认为未来国内图商会有一个相互合作、协作的整合过程,不像原来各自为战。未来的高精地图,也不会是某家单位独自去做,肯定会采取某种合作方式。比如格式需要统一,不统一车厂没法用。
在战略中,高精地图被描述为智能汽车的基础地图,意思是在基础之上可以进行个性化开发,以面对不同的应用。比如面对车厂的方案,面对地方监管的方案,面对各种调度、各种传感器技术的方案等等。
X先生:
我感觉短期来讲,影响不会特别大。战略覆盖的周期肯定会比较长,在10年或20年的时间线上,战略发挥的作用会更大。目前来看,市场的资金主要是来自车企,国家要做大规模的资金投入可能性不高。这个战略应该是着眼于未来的L4、L5、v2x等大战略方面。

03

泰伯网:我国高精地图产业,目前在发展中面临哪些突出的、亟待解决的问题?


刘经南:
我认为首先是政策和法规。国家要研究相应的政策,要在过去经典地图的管理模式上突破,哪些要管、哪些要放,这是高精地图面临的重要问题之一。
另外智能汽车上路,安全第一,要考虑到路人、车辆、交通安全等问题,但与此相应的法规体系,我们现在也还比较落后。围绕安全问题,我们需要不断完善相关法规。
在我国,没有中央的统一号令一些重大工程很难协同。现在十几个部委共同发文,这是个好迹象。不过,要充分考虑智能汽车在经济和科技方面的巨大拉动作用,要站在更高的层面进行协调。
杨殿阁:
首先是政策和管理方面,地理信息涉及国家安全,所以有很多的政策和法规限制,特别是高精度自动驾驶地图,在采集和使用上的约束就很多。比如在北京五环之内高精度地图的采集使用就受到很多约束限制。我们需要政产学研合作,通过技术不断探索合理的管理模式和管理政策,既能保证国家安全,又能满足产业需要。
高精度自动驾驶地图还涉及动态更新的问题,作为一个传感器,自动驾驶地图需要实时动态更新,而且是高精度的动态更新,传统的采图、制图和审图模式难以满足这种实时动态更新的需求,我们需要众包式的地图更新,MOBILEYE和BOSCH公司在这个领域是领先的,目前清华大学车辆学院利用普通量产车上的传感器就可以实现高精度自动驾驶地图厘米级的动态更新,技术上已经具备实现高精度自动驾驶地图众包更新的条件,后面还需要和产业界紧密配合,实现关键技术的落地应用,在这个领域形成突破。
高精度自动驾驶地图还需要统一的标准体系,统一数据接口和数据服务,共建自动驾驶地图云服务平台,更好地为各个厂家的智能汽车服务。目前中国汽车工程学会、中国测绘学会和泰伯等组织了联盟正在推动相关标准的工作。
李庆建:
从政策来讲,针对智能汽车的基础地图方面,相关部门要有一些政策支撑。在政策的制定过程中,一些新的课题要去拓展。
其次是跨部委协作的问题。战略出来后,部门之间如何协调协同,是各个部门要面对的问题。现在有关部门已经在探索了,有些城市正在形成试点,类似的活动可以促进战略落地。
还有人提出高精地图误差的问题。原来各车厂,包括国外车厂、国内车厂都提出了自己的需求,但是这些精度需求都不一样,这让行业主管部门特别困惑。行业主管部门并不是说要排斥,而是需求千差万别,没有形成一个统一的技术方案。这个问题肯定要解决,前提是要搞清楚行业的整体需求:误差是多少,精度需要到什么水平。
X先生:
要说高精地图目前面临的问题,我倒没觉得有什么特别大的问题。高精地图的更新确实是一个问题,但这是一个水到渠成的过程。
目前在产业应用的初期,大家其实并没有真正用实践来回答这个问题。其实地图更新需要多快这个问题本身,目前就还是个问号。
今天我们在焦虑高精地图更新的问题。其实在10年以前,对导航地图来讲更新也是个问题,但是随着用户越来越多,它水到渠成就解决掉了。它是一个需要做的工作,但并不是一个严格意义上的问题。
当年大家在做导航数据的时候,谁会特别头疼,说地图更新怎么办啊?图商用它能用的所有的资源,不停的解决这个问题。只不过到了高精地图阶段,现在能用的资源分散在不同的角色手里,图商需要去整合这些资源。
我认为,很多时候大家把地图更新的问题有一点夸大,对事情本源的探究也不够,大概是这么一种情况所以才焦虑。
比如车的智能程度越低,越需要人时刻盯着。这个阶段其实地图更新的快慢,对人的影响很小。当车的智能程度比较高的时候,它的更新也会越来越趋近于人的能力,而此时它对于更新也就不那么敏感了——车子的容错能力已经大大提高了。

04
泰伯网:去年年中,全国智能运输系统标准化技术委员会发布了《智能运输系统智能驾驶电子地图数据模型与交换格式(征求意见稿)》等国家标准征求意见的通知。目前我国在高精地图的标准体系建设方面是一种什么情况?


杨殿阁:
早前智能交通协会层推出一个高精度地图的相关标准,去年下半年中国汽车工程学会和中国智能网联汽车联盟的自动驾驶地图工作组启动了6-7个自动驾驶地图的相关标准起草,近期测绘学会和泰伯网组织的相关联盟也在推动2-3个自动驾驶地图标准的起草工作。我本人在这两个组织中都深入地参与相关工作。
智能交通协会推出的高精度地图标准后面需要汽车和测绘行业广泛参与共同完善。要真正做好标准这项工作,需要认识到地图不仅是地图行业的事情,它跟自动驾驶是紧密耦合的——地图企业需要和整车和零部件企业、交通行业企业、自动驾驶公司、相关大学和研究单位紧密合作,共同努力推动自动驾驶地图相关标准的起草工作。我认为,将来测绘学会、汽车工程学会和智能交通协会可以建立联盟,把测绘、汽车、交通紧密结合在一起,共同制定更好的标准。
另外,在标准的背后还有一项非常重要的工作,即地图云平台服务。将来的无人驾驶,汽车相当于在一个虚拟的世界里行驶,这个虚拟世界的基础底图就是高精度的自动驾驶地图。我们可能需要在一个云平台上为所有的智能汽车提供实时的在线服务。这个平台的研究建设也是非常重要的。
X先生:
高精地图的标准很难成为强制标准,它跟汽车行业的标准不太一样。对高精地图来讲,即便有一个交换格式的标准,实际上在执行中还是会根据车企的实际情况去改标准。所以,它很难成为一个最终严格执行的标准,只能说是一个参考标准。
特别典型的就是国际上的NDS标准,其中既有导航数据标准,也有高精地图标准。但在真正执行项目的过程中,谁会一字不差地照搬NDS标准?
其实每个车企、每个图商,都会做一些定制。通常来讲,即使这些数据标准比较完善了,它也会留出定制的空间来。大家一起做一个标准,对整个行业是个贡献,但回到具体商业项目上,项目一定会产生自己的标准。
行业标准通常还有一个小问题,企业不愿意把自己最新的研究和认识放到标准里。因为一方面它涉及到自己的研究成果,另外一方面也很难在业内达成一致。所以从先进性上来讲,行业标准可能还并不如企业的标准那么先进。

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