跟高精地图做生意

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泰伯网 午夜犀牛 | 撰文

上周，丰田汽车公布了一项自动驾驶的新技术：利用Maxar Technologies的卫星图像来创建高精地图，并应用于自动驾驶汽车。

为了测试该技术，丰田在全球7个城市创建了精度25厘米的地图。丰田透露，经验证这些地图都能引导自动驾驶汽车，当然该技术仍处于概念论证阶段。

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现阶段，遥感数据的应用领域越来越广泛，但直接应用于自动驾驶的案例还比较少见。

公开信息显示，该技术由丰田研究院高级开发部（TRI-AD）开发——研究人员利用安装在车辆上的摄像头和卫星图像中的数据，可以创建精度为50厘米的地图，且地图完全达到自动驾驶的使用要求。

将卫星数据应用于高精地图，“肯定是个趋势。”箩筐技术公司总裁张东普认为，从技术发展的角度讲，卫星的传感器肯定会越来越好，精度会越来越高，将来某一天把分辨率做到足够高，卫星数据就能满足高精地图的需求。

但目前，他认为卫星的精度还不够，同时卫星的覆盖能力也相对欠缺。

“丰田是利用车辆上的摄像头和卫星数据来创建高精地图，不是一种数据。单靠遥感创建高精地图不太可能。”

据悉，丰田的卫星图像由Maxar Technologies提供，而车载摄像头的信息则来自Carmera公司。Carmera使用行车记录仪的众包信息创建高精度地图，这些行车记录仪信息包括车道标记、交通信号灯和照明灯等关键信息。

这很容易让人想起丰田本周刚签约的战略合作伙伴Momenta。Momenta的高精地图同样是基于摄像头的视觉技术，同样是相对低成本的方案。

张东普表示，用卫星数据创建高精地图，肯定会降低外业成本，但内业成本不会有变化。

“但是高精地图要不断更新，我觉得丰田这个技术应该不是靠卫星来更新，可能还是靠地面的数据采集工作来完成更新。如果卫星精度没有达到很高的程度，那么数据更新方面的成本是降不下来的。”

他表示，从趋势上讲，如果某天卫星的精度提升到足够高，同时它的覆盖也足够广，那么地面的车辆采集成本就能大幅降低，“常规来讲，尽管各家的投入不太一样，但外业成本基本上要占到25~50%，还是挺大的一块费用。”

目前国内应该还没有利用遥感数据创建高精地图的企业，“但这是个方向。”张东普说，“丰田走得比较靠前。”

将来有没有可能只用卫星数据就能创建高精地图？他认为，这取决于卫星的精度和卫星本身的载荷能力，以及卫星的密度。他举例马斯克的星链计划：

几千颗卫星，如果搭载很高精度的影像载荷，再和特斯拉的Slam技术配合，那么它的地图不仅精度高而且时间准……

但是一旦做到这种水平，那么又会涉及到法规问题，因为这相当于通过卫星进行测绘。技术上虽然可行，但商业上是否可行，要看国家如何管理和规范。

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尽管丰田利用卫星数据和摄像头将高精地图的精度做到了50厘米，但长光卫星综合办公室主任韦树波认为，现阶段卫星数据仍旧只是辅助，起不到主导作用。

他指出，卫星定位精度现在国内还做不到特别高，10米以内就算非常好的水平了。而且卫星影像也没法做到实时，最多把底图拼得非常精确，在这个基础上再进一步结合地面摄像头提高精度——单靠卫星是达不到厘米级别精度的。“现在无论自动驾驶，还是精准农业，要达到厘米级精度都要有地面辅助。”

要实现自动驾驶，地图精度得提高，另外还有一个很重要的指标：时间分辨率。实时的卫星影像如果偏差太多，可能会给应用造成很大影响。在时间分辨率不够高，地面变化频率又很大的情况下，汽车在自动驾驶过程中很容易出现危险。所以卫星影像在达不到准实时的情况下，地面辅助是必须的。

“未来，如果卫星有了大规模组网，地面遥感实现基本准实时，定位精度再提高一点——自动驾驶肯定是卫星遥感的一个应用大方向。”韦树波认为。

围绕丰田创建高精地图的新技术，遥感界一位资深从业人士也认为，遥感只能是辅助手段。

他认为，在高精地图领域，现在的主流还是通过车载装备采集数据，遥感只是作为辅助手段参与其中。

常规的导航电子地图，主要采集道路、标线、交通标志、探头等数据，要素类型相对比较少，而高精地图所采集的内容要丰富得多。以国内的四维图新高精度地图为例，其地图要素达一百多种，覆盖高速、普通路及多种复杂的道路场景，包括道路坡度、坡向、拐弯半径、车道、限高限宽限速及各类标牌等等。

“如此繁多的信息，如果单纯用卫星采集，远远不够。”他表示。

丰田在测试中所使用的卫星数据来自Maxar。Maxar的Legion星座计划包含了12颗分辨率0.15~0.3米的遥感卫星，保证任意时刻有10颗星在线工作——采用倾斜轨道，能实现全球任意地点每天重访10次以上。

Legion这样的星座一旦建成，它的空间分辨率和时间分辨率将会非常高，这对高精地图制作、对自动驾驶而言都非常重要。利用遥感卫星能够快速获取大范围的道路、车道、路面标线等信息，及时发现新建及改扩建等道路变化情况，大幅提升高精度地图的更新效率。但即便如此，要采集完整的高精地图所需要的一百多种要素，单靠遥感卫星也是不够的。

 “从可预见的未来来说，遥感没法成为高精地图的主要数据，但它是重要的辅助数据。”他进一步表示，“这是由卫星遥感自身的特性决定的。”

卫星遥感的所有拍摄角度都是顶视，是从上往下拍，因此很多立交桥、隧道等区域无法拍到。“还有路牌，如果卫星侧摆不够大也无法拍到，即使侧摆足够大，而牌上的信息识别也是大问题。”

他强调，即使将来卫星的时间精度、空间精度都大大提高了，但在很长一段时期内遥感数据仍旧是辅助。

不过他也认为，遥感技术的升级发展与其产业化应用规模之间的关系并非是一个线性的过程，当遥感技术能力跨过某道门槛后，应用规模可能会出现一个大的飞跃。

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有人统计，用传统测绘方式，分米级地图的测绘效率约为每天每车500公里，成本约10元/公里；而厘米级地图的测绘效率约为每天每车100公里，成本可达每公里千元。

正因如此，丰田的高精地图引入了卫星数据，一来能降低成本，二来跟紧遥感的发展方向。除了卫星，高精地图或许还有一个不太被注意的数据来源：地方测绘院。

2015年6月，国务院批复的《全国基础测绘中长期规划纲要(2015~2030年)》中，首次提出了“加快发展基础测绘，形成新型基础测绘体系”的要求。在第二年出炉的测绘地信“十三五”规划中，新型基础测绘体系建设成为五大任务之首。随后，上海成为新型基础测绘建设试点城市之一。

到底如何建设新型基础测绘体系，没有人知道。上海市测绘院商量后，决定从问题出发寻求突破。

梳理后他们发现了几个问题：一是传统测绘形成的成果与当今的社会需求有不小距离；二是传统测绘所提供的，与城市管理、城市规划的需求也存在差距；三是更新周期问题，在上海城市进行精细化管理的背景下，地图更新已经跟不上管理需要了。

问题出来后测绘院重新思考：到底该向需求侧提供哪些数据成果？经过前两年的试点，他们去年开始做应用示范。同时，他们拿着阶段性成果到各区县、有关部门沟通意见、寻找用户。

今年3月，由上海市测绘院牵头编写的上海市新型基础测绘试点成果之一——《基于地理实体的全息要素采集与建库》团体标准正式发布。与传统基础测绘不同，成果中的全要素地形库不再按照比例尺进行分级，而是构建成无尺度的地理实体库：

一级精度满足不动产管理需求；二级精度满足无人驾驶高精度导航地图要求；三级精度满足数字孪生城市建设需求。

上海市测绘院顾建祥副院长介绍，去年年底前，他们已经采集了上海外环以内1000多公里的主要道路的点云数据和全景数据。今年计划把县道以上的道路全部采集完，同时完成外环以内所有城市道路的采集。到今年年底，道路采集历程能达到7000公里左右。

“我估计不用三年，明年上海全市域的道路就有可能全部采完，总历程大概2.5万公里左右。”他表示，“高精地图无非是新型测绘里边的产品形式之一。我们不单纯为了高精地图采集数据，但我们的数据是测量级的，包括点云密度、精度都比高精地图高得多。”

有高精地图的资深人士表示，理论上讲，借助测绘院采集数据是可行的。因为在某些地区地方测绘院会更有优势，图商获取数据的成本也会比自己动手更低。

但他也担心，由于体制和职能等方面的因素，地方测绘院的效率可能不够高。

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