理性而克制的思考,對于自動駕駛整個行業(yè)的健康發(fā)展尤為重要。而高精度地圖與定位,對于實現(xiàn)自動駕駛,遠(yuǎn)比想象的重要。
由于高精度地圖與定位,是實現(xiàn)自動駕駛的基礎(chǔ)力量,因而常常被忽略。在面向未來L3+級別自動駕駛汽車,高精度地圖與定位到底有多重要?在8月15日,《2019自動駕駛地圖與定位大會》上,我們從中獲取了一些答案。
什么是高精度地圖?
高精度地圖,通俗來講就是精度更高、數(shù)據(jù)維度更多的電子地圖。精度更高體現(xiàn)在精確到厘米級別,數(shù)據(jù)維度更多體現(xiàn)在其包括了除道路信息之外的與交通相關(guān)的周圍靜態(tài)信息。
高精度地圖作為實現(xiàn)自動駕駛的關(guān)鍵能力之一,其將成為對自動駕駛現(xiàn)傳感器的有效補充,為車輛提供了更加可靠的感知能力。與傳統(tǒng)的導(dǎo)航地圖相比,服務(wù)于自動駕駛的高精度地圖在各方面要求更高,并能配合傳感器和算法,為決策層提供支持。
針對高精度地圖,蓋世汽車研究院資深分析師宋佰成在分享《高精度地圖產(chǎn)業(yè)報告(2019版)》中指出,利用高精度地圖匹配可將車輛位置精準(zhǔn)的定位在車道上,從而提高車輛定位精度;對傳感器無法探測的部分進(jìn)行補充,實時狀況的檢測與外部信息的反饋,同時獲取當(dāng)前位置精準(zhǔn)的交通狀況;高精度地圖在云計算的輔助下,能夠有效地位自動駕駛汽車提供最新的路況,幫助自動駕駛重新制定最優(yōu)路徑。
在西部數(shù)據(jù)產(chǎn)品營銷總監(jiān)張丹看來,自動化給高精地圖帶來的影響不言而喻。不過,她認(rèn)為高精地圖具備兩個基礎(chǔ)屬性:第一預(yù)測性,這是地圖的一個基本屬性,通過以地圖為基礎(chǔ)和載體,去融合其他的技術(shù),從而預(yù)判出未到達(dá)的地點將會發(fā)生什么樣的狀況;第二參考性,是指地圖信息作為其他決策的參考基準(zhǔn)。
四維圖新高級產(chǎn)品經(jīng)理朱瀚則認(rèn)為,在自動駕駛的時候,所有判斷從人的手里轉(zhuǎn)移到機器的手里。在這個過程中,自動駕駛地圖完成的不僅僅是地圖的決策,是在輔助自動駕駛?cè)绾瓮瓿勺詣玉{駛行為的地圖服務(wù)。
高精度定位對自動駕駛的重要性
與高精度地圖一樣,高精度定位對自動駕駛也尤為重要。美行科技智能網(wǎng)聯(lián)事業(yè)部總監(jiān)胡晨曦表示,定位技術(shù)是自動駕駛的關(guān)鍵核心,通過對自動駕駛技術(shù)框架進(jìn)行分析,可知有三個關(guān)鍵因素:感知層、決策層、控制層,其中感知層是由電子地圖和傳感器信息組成,電子地圖包含傳統(tǒng)的導(dǎo)航、導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)和高精度電子地圖數(shù)據(jù);決策層通過傳感器的數(shù)據(jù)和傳感器信息,對車輛進(jìn)行定位,對路徑進(jìn)行規(guī)劃,對環(huán)境進(jìn)行理解,對車的行為進(jìn)行預(yù)測;針對車的行動進(jìn)行規(guī)劃,從而代替駕駛員通過控制層的電子驅(qū)動,對車輛進(jìn)行控制,從而逐步實現(xiàn)自動駕駛。
從定位的技術(shù)發(fā)展來看,分為三代,第一是GNSS定位,基于衛(wèi)星定位技術(shù),提供10米精度的定位能力;第二是慣導(dǎo)定位,目前前裝導(dǎo)航采用慣導(dǎo)定位的技術(shù);第三是高精度定位,基于視覺傳感器,毫米波雷達(dá),激光雷達(dá)等,提供亞米級到厘米級定位能力。
因此,他認(rèn)為,精準(zhǔn)的定位是自動駕駛的基礎(chǔ)也是核心,缺少精準(zhǔn)的定位,自動駕駛可能會出現(xiàn)失誤。
博世產(chǎn)品經(jīng)理陳述也認(rèn)為,要讓自動駕駛車輛安全的行駛,必須要在全工況下提供出準(zhǔn)確安全可靠的定位結(jié)果,因此博世提出的解決方案是基于衛(wèi)星定位和特征定位互為冗余和補充的定位結(jié)果。
為什么必須是二者互為補充和冗余的,陳述解釋稱,對衛(wèi)星定位來說,衛(wèi)星信號有自己固有的弊端,比如在隧道里,衛(wèi)星信號會被遮擋,沒有辦法正常使用,或者因為多路徑效應(yīng),衛(wèi)星定位的性能也會受到一定的影響,然而在此時,特征定位可靠性是可以保障的。那么相對應(yīng)的另外一些場景,比如很惡劣的天氣情況,嚴(yán)重的雨雪天氣,視覺定位受到影響。一些西部地區(qū)或者有一些路段基礎(chǔ)特征,比如路邊的道路邊界信息不是很清晰,特征定位性能會有所影響。此時,衛(wèi)星定位依舊可以發(fā)揮它的優(yōu)勢。
而在V2X應(yīng)用中, 一個在復(fù)雜城市環(huán)境下的可靠定位是非常重要的, 實時的位置輸出也很關(guān)鍵。那么,為什么說高頻率低延時位置更新很重要呢? u-blox中國區(qū)資深市場經(jīng)理梅景浩解釋稱,比如在一個路口, 車要并道了, 它會查看主車道上上車的位置信息,看看是不是允許它并道,如果主車道上的位置信息更新的延時是10毫秒, 那么車在報告位置信息的時候, 已經(jīng)走到這里了, 兩個位置差別并不是很大,但是如果時延是100毫秒,那給出來的位置信息的時候車已經(jīng)跑到這里了,和真實的位置相差比較遠(yuǎn),使用這個無效的位置信息有可能會造成比較不好的體驗,甚至?xí)?dǎo)致事故。
因此,他表示,“所以我們在V2X和ADAS場景下, 非常強調(diào)位置信息更新的實時性?!?/p>
高精度地圖,百度騰訊怎么說
高精度地圖接下來該怎么去做,百度智能汽車事業(yè)部高精地圖業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人佘黨恩表示,“如果打球賽,一般上半場、下半場,我們認(rèn)為高精度地圖這個階段剛好上半場結(jié)束,因為有能力的圖商基本上可以做出全國的高速和城市快速路,或者在今年或者在明年。百度的主張以專業(yè)測繪加眾包,如果說一直用自己的產(chǎn)業(yè)車做更新,成本會非常大,一定要調(diào)入更多車,社會化的方式做轉(zhuǎn)型。”
騰訊高精地圖負(fù)責(zé)人谷小豐說:“我們現(xiàn)在干了幾年高精地圖,能明顯的覺得在自動駕駛這件事情上,任何一個企業(yè)也干不完所有的事情,整體上來講我們還是應(yīng)該縮小自己的范圍,干自己最適合干的事情,同時干別人最需要你干的事情。無論是從公司的角度來講還是從行業(yè)組織的角度來講,都應(yīng)該更多的聚焦在這些方面,以便跟整個行業(yè)形成互補?!?/p>
高精度地圖,OEM怎么說?
奇瑞汽車股份有限公司智能汽車事業(yè)群自動駕駛事業(yè)部總經(jīng)理周俊杰說:“大家都說把地圖作為虛擬傳感器,其實跟我們不謀而合,我們認(rèn)為地圖是知識庫,有更多的信息是經(jīng)驗庫的存在,而在基礎(chǔ)項的架構(gòu),車載的也好,5G也好,可以整個連通起來,但是所有的支撐是有知識庫的,不能拋棄單車的智能,單車的智能可以依托于云端其他的知識庫來構(gòu)架。這個里面有了感知,感知的下一步是認(rèn)知,我們要知道要干什么,場景是什么,有知識庫一起同步才能做決策,這樣才能有更好的應(yīng)用,這樣也降低了單車資源的損耗,效率是最好的。
那么高精度地圖到底怎么用,周俊杰認(rèn)為,高精度地圖是給自動駕駛和汽車用的系統(tǒng),他的觀點是做高精地圖的目的為了讓車輛有更好的實時定位,更準(zhǔn)確的行為判斷做控制,這里感知這一層當(dāng)前最好的是精準(zhǔn)方向,OEM希望找到可以深入合作的圖商,找到一個更合適的方案解決這樣的問題。
廣汽研究院智能駕駛技術(shù)部部長郭繼舜說:“中國L3以上自動駕駛預(yù)期在2025年達(dá)到12%,屆時近乎100%的高端車都將具備L3級別功能相較全球平均水平,中國消費者更愿意接收全自動駕駛,對自動駕駛抱有高期望。OEM思考的是如何把高精地圖真正量產(chǎn)使用,使得整體的量產(chǎn)做得更加安全和可靠?!?/p>
同時,郭繼舜指出,高精度地圖在自動駕駛中應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個方面。一是感知輔助,提供道路、車道和道路對象等信息,融合其他傳感器,實現(xiàn)自動駕駛環(huán)境感知; L3應(yīng)用場景是高速公路,且超出ODD時要求短時間內(nèi)接管,因此地圖要素較少且精度較低(1米內(nèi));L4應(yīng)用場景是城郊和高速公路,且超出ODD時需長時間正常工作,因此地圖要素較多且精度較高(0.3米內(nèi))。
二是地理圍欄判定,提供非地理圍欄信息,比如前方施工區(qū)、收費站、事故區(qū)、道路中止、紅綠燈區(qū)等;L3超出ODD時要求短時間內(nèi)接管,地圖可提前較短距離發(fā)出非地理圍欄提醒;L4超出ODD時需長時間正常工作,地圖需提前較長距離發(fā)出非地理圍欄提醒,因此對動態(tài)實時信息要求更高。
三是車道級路徑規(guī)劃,與導(dǎo)航地圖關(guān)聯(lián),高精度地圖實現(xiàn)車道級路徑規(guī)劃。若自動駕駛支持自動換道時,可自動完成道路和車道的變換;若不支持,系統(tǒng)需提醒駕駛員接管。
小結(jié)
不管是OEM,還是零部件公司,以及科技公司,都愈發(fā)認(rèn)識到高精度地圖與定位,其在自動駕駛中扮演的重要角色。而行業(yè)中普遍達(dá)成的共識也是,自動駕駛的地圖服務(wù),并不是一家圖商或者幾家公司就能完成的大命題,需要行業(yè)內(nèi)的各大玩家抱團(tuán)一起來推動向前發(fā)展。
對于高精度發(fā)展前景,清華大學(xué)智能網(wǎng)聯(lián)汽車與交通研究中心辦公室副主任江昆博士表示:“我們預(yù)測自動駕駛的路線會偏向于強地圖模式,這種模式下地圖在自動駕駛過程中的角色將發(fā)生轉(zhuǎn)變?!?/p>
其中,強地圖是指,地圖將不僅是一個提供靜態(tài)路線的信息,還將作為超級感知容器,作為信息融合的平臺,一方面可以提供大家比較熟悉的高精度靜態(tài)信息,提供相應(yīng)的靜態(tài)信息。另一方面靜態(tài)信息可以作為容器,將動態(tài)的傳感器信息輸入進(jìn)去,進(jìn)行整體融合。在這個基礎(chǔ)上,地圖可以作為傳感器的輔助感知技術(shù),同時也可以作為平臺對接車道級規(guī)劃的需求,最終實現(xiàn)感知和決策的增強。
目前,高精度地圖數(shù)據(jù)的采集不是非常難的問題,雖然現(xiàn)在成本較高,但大規(guī)模量產(chǎn)化之后,成本將會下降,各大廠商也都認(rèn)為高精度地圖數(shù)據(jù)的精度性是一個可以解決的問題。不過,現(xiàn)在的行業(yè)現(xiàn)狀卻是高精度地圖的應(yīng)用沒有那么廣泛?最后留一個問題給大家,這到底是為什么呢?
來源:蓋世汽車
作者:張敏
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