自動駕駛儼然已成為汽車領域很重要的一個產業趨勢了。不過由於它所涉及和覆蓋的產業鏈環節實在太多,從而導致進展緩慢,若想要改變這一現狀,實作大規模的商業落地,各個環節都必須要有所突破才行,高精地圖被認為是自動駕駛成為現實的關鍵一環。
只要是對汽車行業新技術有所關註的人,肯定都知道什麽是高精地圖。簡單來講,它就是一個精度精細化更高、數據維度更多的電子地圖,可以為自動駕駛汽車提供準確的定位、導航與控制功能。那麽相比普通電子地圖,高精地圖究竟有哪些領先或不同之處呢?
首先,最大的不同就是使用者角度的區別。
普通地圖的使用者是人,而高精地圖的使用者是機器。人在開車時,只需透過地圖預知前方路況有沒紅綠燈,路上有幾車道可以轉彎,就可穩定的控制汽車了,普通地圖的作用主要是定位、導航。而無人駕駛汽車若要做出和人類一樣的判斷,就需依靠地圖進行高精度定位、輔助環境感知並實作規劃與決策,顯然在功能性上兩者就不一樣。也正因如此,普通導航地圖在車內屬於車載資訊娛樂系統,而高精地圖屬於車載安全系統。
其次,在高精地圖最重要的精準度上,兩者也有顯著差異。
相比一般普通導航地圖的精度是以米為單位的級別(商用GPS精度為5公尺),高精地圖可以做到厘米級別(無人駕駛要求誤差不大於10厘米)。這在運用過程中的區別就好比站在道路右邊用手機導航地圖給朋友發送定位之後,朋友總要打電話確認,究竟是在那條道路的左邊還是右邊,出現這一現象的原因是因為地圖顯示存在誤差,而這一誤差是由於地圖精度不夠造成的,但高精地圖就不會出現這種情況。
當然,能做到如此精準離不開大量的數據輸入。相比傳統地圖數據只需記錄如:道路形狀、坡度、曲率、鋪設、方向等數據,高精地圖則增加了車道線型別、寬度,以及路邊地標、防護欄、高架物體、下水道口等大量細節數據。也就是說高精地圖對每條車道和車道之間的車道線是什麽樣子的,是虛線、實線還是雙黃線,每條車道哪兒有下水道口、哪兒有凹凸不平之處都能完全展現標記出來,從而讓自動駕駛系統更好地辨識交通情況,提前做出行駛方案。
不過以上這些數據基本都屬於靜態數據,就像我們常用的離線地圖模式,它們不需要即時更新就能輔助駕駛者行駛,但高精地圖不僅要對地圖資訊覆蓋精準而全面,還需保證後期數據能夠快速、準確地更新,對數據的即時性要求很高。比如道路是否擁堵、是否有交通事故、交通管制情況、天氣情況等動態交通資訊,高精地圖都需即時上報並即刻標註出來。
根據博世在2007年提出的定義,無人駕駛時代所需的局部動態地圖根據更新頻率劃分可將所有數據劃分為四類:永久靜態數據(更新頻率約1個月)、半永久靜態數據(頻率為1小時)、半動態數據(頻率為1分鐘)、動態數據(頻率為1秒)。傳統導航地圖可能只需要前兩者,而高精地圖對後兩者的需求更多,畢竟無人駕駛技術要能應對各類突發狀況,數據的即時性異常重要。
既然高精地圖對自動駕駛有如此重要的作用,那為什麽到現在為止地圖的進展相對而言還沒有自動駕駛技術的進展快呢?其實說到底就是受制於地圖數據的采集,這也是外界最長提到的困難點。
目前大部份高精地圖的數據采集都是透過雷射雷達、微波雷達、網路攝影機、螺旋儀、計算裝置等完成的。例如Waymo就是透過安裝在車頂的雷射雷達不斷旋轉發出雷射束,掃描道路和周圍環境的影像,然後再由工程師檢視影像並手動打標。而Here除了在車輛上安裝掃描系統還致力於開發演算法,希望透過電腦對地圖實作自動標註。
但無論哪一種方法,采整合本都非常高昂,畢竟一台32線的Velodyne雷射雷達售價就去到2萬美元了,還沒算上其他裝置以及人員、編譯制作成本等。據悉,高德的一台地圖采集車造價超過800萬人民幣。所以巨額的前期投入是制約這一領域發展的一大原因。
另一個主要制約因素就是政策限制了。因為地圖勘測本就涉及國家機密,所以明令禁止外資企業開展地圖采集工作,即使是針對互聯網服務和資訊服務業務也實施了嚴格的外資準入制度。目前中國有資質進行導航電子地圖制作的單位有且僅有14家,分別是四維圖新(騰訊)、高德(阿裏)、長地萬方、凱德、易圖通、城際高科、國家基礎地理資訊中心、科菱航睿、光庭資訊、浙江省第一測繪院、江蘇省基礎地理資訊中心、靈圖、立德空間資訊、滴圖科技。百度地圖則是透過子公司長地萬方開展導航電子地圖測繪的。
其實就像很多人所說,高精地圖對於自動駕駛而言不僅僅是一個地圖,更是給了無人駕駛上帝視角。它不僅提高了車輛定位的精度、也對傳感器無法探測的部份進行了補充,可進行即時狀況的檢測和外部資訊的反饋,更能有效地為無人駕駛提供最新的路況,實作最佳路線規劃。