高精地圖領(lǐng)航自動(dòng)駕駛

◎ 王潔

近期，國(guó)外媒體預(yù)測(cè)2030年中國(guó)自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)有望達(dá)到5000億美元規(guī)模。自動(dòng)駕駛車在國(guó)內(nèi)引入和發(fā)展過(guò)程中，其必需的高精地圖發(fā)揮了重要作用。

目前，自動(dòng)駕駛地圖面臨技術(shù)、資金、合作生態(tài)與本土化的高門(mén)檻，只有綜合素質(zhì)和落地能力都非常強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)才能把握好這個(gè)機(jī)會(huì)?？v觀國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛地圖市場(chǎng)，入局者紛至沓來(lái)。一方面，傳統(tǒng)圖商憑借經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)沉淀對(duì)自動(dòng)駕駛地圖“緊咬不放”；另一方面，占據(jù)資本和數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)的互聯(lián)網(wǎng)圖商“虎視眈眈”，阿里巴巴收購(gòu)高德踏入自動(dòng)駕駛地圖市場(chǎng)，上海汽車選擇注資中海庭打造高精地圖大生態(tài)……

如何在現(xiàn)有技術(shù)水平上提高自動(dòng)駕駛地圖的精度，在百花齊放的格局中獨(dú)成一體，是各大圖商最關(guān)注的問(wèn)題之一。本文介紹了四維圖新、高德、百度在生產(chǎn)過(guò)程中如何建立起自身產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

四維圖新：打造可循環(huán)更新的生態(tài)體系

作為中國(guó)最大、世界第三大的數(shù)字地圖提供商，四維圖新已成為“數(shù)字地圖+車聯(lián)網(wǎng)+自動(dòng)駕駛+大數(shù)據(jù)+芯片”五位一體的科技型公司，由單純的圖商轉(zhuǎn)型成為具有國(guó)際化能力，且面向自動(dòng)駕駛及智能出行領(lǐng)域提供一體化解決方案的服務(wù)商。同時(shí)，利用地圖、動(dòng)態(tài)交通、云端、應(yīng)用端到車載系統(tǒng)的一系列配套服務(wù)，四維圖新早已在車聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)駕駛領(lǐng)域進(jìn)行布局。

在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，四維圖新走的是生態(tài)路線。它的高精地圖是具有語(yǔ)義的三維地圖，既有支持視覺(jué)的定位技術(shù)，也有激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)定位的支持。單一傳感器的定位技術(shù)未必能保證連續(xù)高質(zhì)量的輸出，多傳感器融合才能保證全天候全天時(shí)高精度的定位。

四維圖新按照與客戶達(dá)成的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，建立了完備的生產(chǎn)體系，通過(guò)自主算法研發(fā)，實(shí)現(xiàn)高精度地圖自動(dòng)化生產(chǎn)。目前，高精地圖已進(jìn)入量產(chǎn)的準(zhǔn)備階段，計(jì)劃在今年底、明年初覆蓋全國(guó)高速公路。

對(duì)于自動(dòng)駕駛地圖而言，單有精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，實(shí)時(shí)更新能力也在一定程度上決定了自動(dòng)駕駛的安全程度。如何研發(fā)出一套能夠應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車的“活地圖”，是目前各圖商面臨的挑戰(zhàn)之一。四維圖新正在致力于與合作伙伴共同打造可循環(huán)更新的生態(tài)體系，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，四維圖新的合作伙伴不僅限于車廠、圖商，還有政府機(jī)構(gòu)、汽車零部件供應(yīng)商等，合作方式也有多種模式。這種“眾包”模式將成為未來(lái)重要的數(shù)據(jù)輸入源。生態(tài)體系內(nèi)的企業(yè)將共享數(shù)據(jù)、信息，有助于四維圖新提供更多動(dòng)態(tài)服務(wù)。

作為國(guó)內(nèi)最早發(fā)力ADAS（高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)）地圖數(shù)據(jù)的企業(yè)之一，四維圖新一直在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域處于領(lǐng)跑地位。構(gòu)建可循環(huán)更新的生態(tài)體系，無(wú)疑將加快四維圖新在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的發(fā)展速度。未來(lái)，四維圖新將持續(xù)在自動(dòng)駕駛研發(fā)方面保持高投入，建立開(kāi)放合作的生態(tài)體系，為自動(dòng)駕駛提供全方位、綜合、動(dòng)態(tài)的服務(wù)，為汽車提供更安全的自動(dòng)駕駛保障。

高德：生產(chǎn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)“活地圖”

2014年，阿里巴巴以11億美元收購(gòu)高德公司72%股份，高德成為阿里巴巴集團(tuán)的全資子公司。此次收購(gòu)，標(biāo)志著中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)BAT三巨頭全部進(jìn)入地圖領(lǐng)域。

阿里巴巴為何選擇以收購(gòu)高德作為自己正式踏入自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的第一步？或許正是在各大圖商相差無(wú)幾的地圖生產(chǎn)過(guò)程中，高德在數(shù)據(jù)的采集和處理上下了大功夫。

高精地圖由含有語(yǔ)義信息的車道模型、道路部件、道路屬性三類矢量信息和用于多傳感器定位的特征圖層構(gòu)成。如何生產(chǎn)高精度地圖？高德將其分為三步。

第一步是戶外作業(yè)，即使用采集設(shè)備對(duì)外部環(huán)境、道路數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。數(shù)據(jù)采集需要依靠采集車，采集設(shè)備有幾個(gè)核心部件，包括激光雷達(dá)、IMU（慣性測(cè)量單元）、GNSS、高精度輪速儀、相機(jī)等。2015年初，高德從國(guó)外引進(jìn)了一套成熟的移動(dòng)激光測(cè)量設(shè)備，設(shè)備上有2個(gè)高頻單線激光雷達(dá)、6個(gè)攝像頭以及1個(gè)GNSS天線，還有IMU。激光雷達(dá)是來(lái)自?shī)W地利廠商的產(chǎn)品，兩個(gè)360度激光掃描儀交叉掃描，大大降低了漏掃的可能。采集設(shè)備中IMU可以告知設(shè)備當(dāng)前的姿態(tài)。數(shù)據(jù)拿回來(lái)以后，通過(guò)IMU解算，就能把每一個(gè)設(shè)備采到的信息準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)到激光點(diǎn)云上。

第二步是數(shù)據(jù)識(shí)別和編輯。外業(yè)采回的數(shù)據(jù)包含高精度軌跡、點(diǎn)云、圖像。點(diǎn)云采回以后，首先做全自動(dòng)識(shí)別，這個(gè)過(guò)程采用了深度學(xué)習(xí)技術(shù)。經(jīng)過(guò)全自動(dòng)識(shí)別后，還會(huì)有人工檢查和交互式識(shí)別補(bǔ)充。自動(dòng)識(shí)別讓生產(chǎn)效率大幅度提升，否則高精地圖的成本會(huì)非常高，而這個(gè)成本最終會(huì)轉(zhuǎn)移到用戶身上。目前，高德已實(shí)現(xiàn)了由專業(yè)采集車輛、行業(yè)車輛和公眾車輛組成的多級(jí)采集系統(tǒng)。通過(guò)智能云調(diào)度，高德地圖能夠?qū)崿F(xiàn)最快速、最適宜的采集車輛組合、調(diào)派，對(duì)道路交通進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速的收集和反饋。

第三步是質(zhì)檢。有工具檢查、人工檢查、路測(cè)驗(yàn)證三個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)多級(jí)采集系統(tǒng)的構(gòu)建，高德地圖達(dá)成了質(zhì)量、速度、成本、覆蓋的有效平衡，經(jīng)后期數(shù)據(jù)識(shí)別系統(tǒng)和質(zhì)檢，保證自身數(shù)據(jù)的“三高”（高鮮度+高精度+高豐富度）特性，最終生產(chǎn)出動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的“活地圖”。

百度：像拍電影一樣生產(chǎn)高精地圖

百度把高精地圖制作分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩部分，共有外業(yè)采集、后臺(tái)數(shù)據(jù)處理、人工驗(yàn)證以及發(fā)布三個(gè)步驟。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是外業(yè)采集+后期處理，這和拍電影有點(diǎn)兒類似，前期拍攝和后期剪輯配合起來(lái)，最終生成一部能看的電影。

百度的高精地圖以滿足L3級(jí)別自動(dòng)駕駛的要求為標(biāo)準(zhǔn)，目前采集的道路場(chǎng)景以高速公路為主。值得一提的是，百度地圖的采集車有288臺(tái)，其中具備高精地圖采集能力的約40多臺(tái)，設(shè)備成本在100萬(wàn)元人民幣左右，硬件和采集系統(tǒng)都是由百度自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。

在高精地圖生產(chǎn)的第一步數(shù)據(jù)采集流程中，采集車的副駕駛位置安裝了一臺(tái)負(fù)責(zé)控制采集設(shè)備的電腦系統(tǒng)，用來(lái)讓采集員實(shí)時(shí)監(jiān)控采集情況。采集員的日常工作就是開(kāi)著采集車以每小時(shí)60至80公里的速度在高速公路上平穩(wěn)行駛，每天至少要采集150公里的高精地圖數(shù)據(jù)。這些地圖數(shù)據(jù)，除用來(lái)生產(chǎn)高精地圖外，還能為百度的識(shí)別算法提供訓(xùn)練和測(cè)試樣本，這有助于提升高精地圖自動(dòng)化生產(chǎn)能力。

第二步是采集數(shù)據(jù)的自動(dòng)融合、識(shí)別。采集到的每秒10幀左右的圖像，由電腦進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和融合，即把GPS、點(diǎn)云、圖像等數(shù)據(jù)疊加到一起，然后進(jìn)行道路標(biāo)線、路沿、路牌、交通標(biāo)志等道路元素的識(shí)別。這一步不是由人工完成的，而是一個(gè)自動(dòng)化步驟。

第三步是人工驗(yàn)證、發(fā)布。這一步屬于內(nèi)業(yè)操作。因?yàn)樽詣?dòng)化處理不可能做到百分之百準(zhǔn)確，所以得再進(jìn)行一輪人工驗(yàn)證。在百度上海研發(fā)中心，有些員工就在做高精地圖人工驗(yàn)證工作。他們從云端下載需要驗(yàn)證的路段數(shù)據(jù)，然后把自動(dòng)處理后的高精地圖數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)位置的圖像信息作比對(duì)，找出錯(cuò)誤并進(jìn)行更正。這些修正后的數(shù)據(jù)需要上傳到云端，最終的高精地圖成品，會(huì)通過(guò)云平臺(tái)下發(fā)。

總體來(lái)說(shuō)，百度在高精地圖領(lǐng)域具備三個(gè)優(yōu)勢(shì)。一是擁有全國(guó)最大的高精地圖采集車隊(duì)，覆蓋30萬(wàn)公里的全國(guó)高速及城市道路；二是精細(xì)化程度高，可以精細(xì)刻畫(huà)上百種道路要素和屬性；三是生產(chǎn)效率高，自動(dòng)化處理程度達(dá)到90%以上。