中国卫星导航定位协会

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自动驾驶之高精度地图技术的发展动向
VehicleTrend车势
2017/12/26 11:02
为迎合人们追求便利性和安全性的需求,搭载高级驾驶辅助系统ADAS的汽车竞争变得更加白热化,相关的尖端技术最终也会作为完全自动驾驶的主要研发方向。
  自动驾驶汽车将基于各种车载传感器的复合运作,精确计算汽车的位置(Localization),识别和判断周边环境,不依赖驾驶员便能在道路上行驶。根据Strategy Analytics的预测结果,2035年无人驾驶汽车将创造达8000亿美元的市场规模,以此为预测基准在2050年该市场规模将超过7万亿美元。自动驾驶可谓是第四次工业革命的核心主题。
  然而,自动驾驶在未来的成功研发和应用需要具备完善的公路基础设施,车辆间通信,传感器的性能以及低成本等多种因素。最近大家越发意识到高精地图对于未来自动驾驶的重要性和必要性。要想将自动驾驶车辆投入使用,必须先让车辆能获取位置的准确信息。传统地图只需要做到米级精度即可实现GPS导航,但要想保证无人车行驶安全需要达到厘米级精度才可以。高精地图能满足这个要求,能很好地弥补传感器在测量和感知上先天存在的缺陷,为自动驾驶提供即时定位和构建正确的地图。
  高精地图的国内外技术研发动态
  1、HERE的HD Live地图
  在高精地图研发领域处于领先地位的HERE,正构主建要面向自动驾驶及网联ADAS用途的云地图数据库--HDLM(HD Live Map)。HERE计划2017年实现德国全地区高速公路覆盖,到2019年实现西欧和美国高速公路100%全覆盖,HERE规划在全世界主要地区提供大部分自动驾驶道路的HD Live地图。
  HERE的 HDLive地图结构
  2、TomTom--Road DNA
  与HERE地图赛道竞跑的有TomTom。
  TomTom的高清地图(包括Road DNA)是一款基于数字地图的产品,可帮助自动驾驶汽车在高速行驶途中精确定位自身位置并帮助决定采用哪条行车路线。TomTom的Road DNA技术来配合高精度地图使用,可以将原本的3D地图Point数据转换成2D视图,在对地图数据进行压缩的同时,还能保留道路上的关键要素(计算传感器获得的实时数据与Road DNA之间的相关系数来判断实时的车辆位置),从而节省空间,还能使自动驾驶汽车对道路信息的处理速度更快。
  TomTom的RoadDNA技术
  3、Civil Maps--AtlasDevKit
  随着高精地图对自动驾驶的重要性日益凸显,自然也出现了很多基于创新性研发技术构建高精地图及服务的初创企业。位于加州的三维地图初创公司Civil Maps就是其中之一。Civil Maps公布了一种能简单、直接使用的地图工具--Atlas DevKit,Atlas DevKit通过一系列传感器套件,更快、更经济地定位车辆,实时地生成自动驾驶车所需的高精度地图,并大大降低数据量和处理难度。全新套件包含一组硬件和配套软件系统。其中硬件设备包括摄像头、光学探测设备以及激光雷达(LiDAR)等一系列传感器,它们被打包成一组独立的、即插即用的套装。值得一提的是CivilMaps研发的一种数据处理方法,能够将车辆传感器获取的海量数据转换成车辆可读的地图。使用人工智能技术集成车辆摄像头和激光雷达传感器收集的原始3D数据,在这个过程中,不但生成了精细的、用于自动驾驶车辆的3D地图,还产生了海量的数据。而软件系统便会帮助整合这些数据,并去除不必要的冗余数据,以节省存储空间。
  在国内目前有十几家地图供应商拥有导航电子地图甲级测绘资质。高德在2014年便开始了高精地图的研发,目前也将以大数据能力和机器学习能力为基础的AI引擎嵌入其中;百度日前发布的Apollo1.5版本发布中,高精地图服务成为最大亮点之一,堪称业内最懂自动驾驶。Apollo高精地图目前已应用于低速自动驾驶作业车中。四维图新则在日前宣布与宝马合作,为其在中国销售的汽车提供导航电子地图产品,预计宝马在中国销售的L4级自动驾驶系统,将使用四维图新的高精度地图。前不久在2017四维图新用户大会上呈现了其全面向自动驾驶的战略布局,以及“打造智能汽车大脑”的战略愿景。
  高精地图服务的发展竟受限于它?
  针对自动驾驶的高精地图,相比现有导航地图来说对地图数据的准确性、及时性以及信息精度的要求要高得多 。尤其是,地图的变更及动态信息需要在24小时内及时地完成更新。而传统方式是无法满足这种需求。为此,专业的地图公司、整车厂商以及零部件公司也都在研发基于云的数据存储和地图绘制方案。丰田和GM等汽车厂商曾在去年的2016CES展上展示了自动驾驶汽车云地图绘制技术。
  HERE为了实时收集并处理几十个国家的道路情况变化数据也正在积极研发基于位置的云计算技术,为此HERE向车辆安全标准机构欧洲智能交通协会(ERTICO-ITS Europe)提交了SENSORI,适用于所有自动驾驶汽车的通用语言,HERE希望SENSORIS能发展为未来汽车产业数据传输的开源接口规范,明确车辆在道路上收集到的传感器数据如何传输到云端并在行驶中完成地图更新。
  以上是对未来自动驾驶核心技术之一的高精地图的简单概述。地图数据库需要投入巨大的费用来建构和管理,所以快速搭建出能有效收集并加工处理数据,并生成有用信息的技术和环境是影响未来自动驾驶产业早期量产的重要因素。