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2019年,高精度地图争夺战已经打响!

Alvin 智驾未来 2020-01-18

国内汽车产业渡过了2018年的寒冬期,但其产业链却受到了一定的影响。进入新的一年,很多整车企业、零部件企业及汽车领域相关初创企业都处于迷茫状态,即使自动驾驶被炒得火热,但真正想要入局,却又感觉无处招手,而如何突破现状,进军自动驾驶领域也成为这些企业关注的重点。

2019年3月19日,在上海国际新能源与智能网联汽车创新发展论坛上,据武汉中海庭数据有限公司总经理助理李玉东表示,伴随智能汽车发展的浪潮,高精度定位、高精度地图将成为智能汽车的标准配置,2019年将成为高精度定位上车应用的元年,越来越多的智能汽车具备高精度定位能力。特别在全球第一大汽车市场的中国,简单、可靠、安全的高精度定位,将成为智能汽车的必需品。

事实上,高精度地图对于智能汽车的作用远比想象中更大,汽车行业相关企业也一直在布局这块领域。2019年2月13日,日本地图开发商Dynamic Map Platform宣布,计划以最高2亿美元收购美团同行、初创企业Ushr,以挑战谷歌和中国同行。为何相关企业斥资重金也要提前抢占高精度地图市场,它又有何优势呢?


高精度地图的认识


相比传统地图,高精度地图的重点不在于地图数据量的丰富和增加,而是其服务对象不同,传统地图服务于人本身,供人进行参考,也就是我们现在外出去陌生的地方,都需要依赖地图寻找路线。

高精度地图服务于智能驾驶决策软件,也就是为自动驾驶系统提供服务,它的服务对象是机器,属于决策的一环。由于服务对象的不同也会导致设计理念的不同。

高精地图最显著的特点是其表征路面特征的精准性。传统地图只需要做到米级精度即可实现GPS导航,但高精地图需要达到厘米级精度才能保证无人车行驶安全。

此外,高精地图还需要比传统地图有更高的实时性。由于路网每天都有变化,如整修、道路标识线磨损及重漆、交通标示改变等。这些变化需要及时反映在高精地图上以确保无人车行驶安全。实时高精地图有很高的难度,但随着越来越多载有多种传感器的无人车行驶在路网中,一旦有一辆或几辆无人车发现了路网的变化,通过与云端通信,就可以把路网更新信息告诉其他无人车,使其他无人车更加聪明和安全。

传统地图可以凭借人对环境强大而稳定的理解能力,对驾驶行为的影响主要为参考。而高精度地图则依赖于感知算法的成熟度,在技术路径的指导下,地图进行对应集成。

此外,基于对传统二维地图的认识,如果高精度地图想要彻底进入智能汽车内,各图商、标准协会也必须对地图元素达成一致认识。

当然,高精度地图也会提供更丰富的地图数据内容,记录各类丰富的道路要素,如道路设施、周边建筑信息等数据对象,通过更高的精度、更详细的属性来构建完整的汽车智能化环境。

应用场景


汽车最重视的问题便是安全性,而高精度地图也可以作为超视距,全天候的新型传感器,甚至有专家认为,未来有可能出现“低配传感器+高配高精度地图”的情况,即通过提高高精度地图技术,打破自动驾驶传感器高价困局。这从侧面也反映出高精度地图可以为汽车智能化提供必要的安全亢余。

按照自动驾驶系统来看,高精度地图在感知中的作用是横向定位(车道形状、方向及宽度)、纵向定位(路面标识、指示路牌、立体设施)等。高精度地图在控制中作用为行车控制(行车轨迹参考、紧急避险、车道保持)等。

可以看出,高精度电子地图包含大量的行车辅助信息,包括路面的几何结构、标示线位置、周边道路环境的点云模型等。有了这些高精度的三维表征数据,自动驾驶系统就可以通过比对车载GPS、IMU、雷达或摄像头的数据来精确确认自己当前的位置,并进行实时导航。

面临的挑战


当然,高精度地图对于自动驾驶汽车的作用不言而喻,但迟迟未来商业化应用,主要有以下三大技术性问题没有解决:

1、精度问题;主要体现在不同应用模块对精度的要求、不同工况对精度的要求、采集设备提供的精度极限、量产成本于精度的关系、国家安全管控的要求、加密带来的精度影响。

2、更新问题;不同模块数据的更新频率(静态、准静态、准动态)、更新数据的来源、挖掘数据的内容于准确性、更新包大小、通信条件对数据发布的影响等。

3、成本问题;这也是最直观的问题,精度要求如何于成本进行平衡?产线的自动化水平,图商间重复建设导致的资源浪费等。

此外,高精度地图在推行过程中也面临着产品化法规的冲突的问题。

就笔者认为,高精度地图还需要解决巨大数据量的问题,这将给数据库技术带来很大挑战,而未来则是通过实时众包数据来保证数据量和鲜度,这样对各种不同的处理、通信以及高性能计算等将有更高要求。

未来展望


以目前来看,高精度地图技术仍然没有达到成熟的标准,更谈不上量产。但高精度地图有两个发展方向值得我们注意,其一,动态更新的高精度地图;其二,“矢量地图+感知地图”的模式

什么是动态更新的高精度地图呢?目前成熟的应用主要是对于车道网和地物的识别。车道网包含真实存在车道线于不存在的路口虚拟连接线(车道link、路口区域等),主要根据MMS测量制图。地物主要指现实中存在的地物,可用于匹配传感器的视觉(停止线、人行横道、信号灯等)。

动态更新的高精度地图还需要继续研究的则是动的数据、位置参照基准。其中动的数据就是要能分辨出白车辆、人(行人、非机动车等)、信号灯等对象的动的数据(动态、准动态、准静态)等。位置参照基准则是指动态地图于静态基础地图间的关联组件(CRP、经纬度、区间ID)等。

“矢量地图+感知地图”模式主要面向量产的高精度地图。其中,矢量地图具有方向性、可计算等特征,而高精度矢量地图可进行车道级ADAS计算、路径规划和车线引导,结合感知地图图层又可以实现特征匹配定位,为自动驾驶提供全面完整的地图信息同时通过感知图层的数据分析也能够提取出道路变化点用于矢量地图的快速更新。

可以看出,“矢量地图+感知地图”结合的模式,或将成为自动驾驶地图路线服务的主流趋势。

写在最后


未来,高精度地图将成为自动驾驶产业中的重要产业分支之一。根据行业人士判断, 中国未来很可能成为全球最大的自动驾驶市场,至2030年,自动驾驶相关的新车销售及出行服务创收将超过5000亿美元。

 虽然目前高精地图的应用标准、服务模式还在探索当中,行业面临着成熟技术,落地产品,高精度、全覆盖、近实时刷新等多方面的挑战。但到2020年,L2.5-L3级别的自动驾驶汽车可能会集中上市,车厂对高精度地图的需求迫在眉睫。所以,目前高精地图行业已经进入了第一轮市场争夺期,高精度地图行业的机遇将出现在2019年。


汽车技术日(Automotive Day)

活动精彩不断,除高端论坛外,还将于3月20-22日在上海新国际博览中心举办的慕尼黑上海电子展上特设“未来汽车科技园(Future Automobile Hi-Tech Park)”展区以及召开国际电动车创新发展论坛中国国际汽车电子创新技术大会

此外,三菱电机半导体大中国区将于3月20日E4馆M25会议室举办三菱电机半导体技术日(Mitsubishi Electric Semiconductor Tech Day),展出功率器件创新产品,并召开功率半导体技术论坛。

以色列汽车电子企业也将组团来袭,慕尼黑上海电子展主办方联合以色列驻上海总领事馆,以色列经济与产业部对外贸易局在3月21日下午E4馆M25会议室共同举办以色列汽车技术商务讨论会(Israel Auto Technology Seminar)。


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