自動(dòng)駕駛地圖的發(fā)展路線探析

許朝文　劉斌

摘 要：地理信息與國家安全密切相關(guān)，設(shè)計(jì)到了方方面面的工作內(nèi)容，因此，在地圖測繪的工作過程中，許多工作都有著在嚴(yán)格的限制。尤其是在高精度地圖的測繪工作中，需要專業(yè)化的工作人員、專業(yè)的測繪工具等開展工作，還需要有甲級測繪資質(zhì)的單位，完成專業(yè)化的工作。因?yàn)樽詣?dòng)駕駛對于高精度地圖有著依賴性的要求，也是在精度方面提出了更好的要求，自動(dòng)駕駛工作的基礎(chǔ)也在于此。高精度地圖可以在更為復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行相關(guān)的工作，與高精度的傳感器相同，有著十分重要的作用。而許多企業(yè)的發(fā)展也在于此，在行業(yè)中做好了布局分析的工作，提升了行業(yè)的發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)駕駛 地圖 發(fā)展路線

Analysis of the Development Route of Autonomous Driving Maps

Xu Chaowen Liu Bin

Abstract：Geographic information is closely related to national security， and all aspects of work are designed. Therefore， in the process of map surveying and mapping， many tasks are strictly restricted. Especially in the surveying and mapping work of high-precision maps， professional staff and professional surveying and mapping tools are needed to carry out the work， and units with Class A surveying and mapping qualifications are also required to complete the professional work. Because autonomous driving has dependent requirements on high-precision maps， it also puts forward better requirements in terms of accuracy， and this is the basis for autonomous driving. High-precision maps can perform related work in more complex environments， and are the same as high-precision sensors， which play a very important role. And the development of many enterprises is also based on this. They have done a good job of layout analysis in the industry， which has improved the development space of the industry.

Key words：autonomous driving， map， development route

1 自動(dòng)駕駛對于高精地圖的要求分析

1.1 對于高精地圖的技術(shù)需求

要素與精度的標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)駕駛的要求不同，在相關(guān)的要素精度方面也提出了不同的要求，需要做好匹配性的分析和控制的工作。

不安裝加密插件的需求：對于傳統(tǒng)地圖進(jìn)行的加密處理工作，可能會(huì)引起一定的誤差，而導(dǎo)致了一系列的工作風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在加密過程中產(chǎn)生的誤差，容易引起自動(dòng)駕駛的系統(tǒng)誤判和錯(cuò)誤，導(dǎo)致了在實(shí)際駕駛的過程中風(fēng)險(xiǎn)增加，影響了自動(dòng)駕駛過程中的開發(fā)和應(yīng)用工作。

對高程、坡度還有曲率等地理信息的要求：在已知的地圖產(chǎn)品中，許多公開的圖數(shù)據(jù)中都不包含道路的最大坡度、最小坡度等，因此無法進(jìn)行曲率半徑的計(jì)算工作，導(dǎo)致了在實(shí)際的自動(dòng)駕駛的工作中僅僅可以使用的是二維平面的信息，無法精準(zhǔn)做好自身的判斷和分析工作。另外，該精度地圖對于傳感器也有著更高的要求，這方面的信息欠缺會(huì)直接導(dǎo)致了傳感器的不正常工作也在自動(dòng)駕駛的過程中增加了許多運(yùn)行的成本，出現(xiàn)了定位精度不高的問題。

針對眾包形式的地圖搜集以及數(shù)據(jù)傳遞的要求：由于高精度的地圖的生產(chǎn)投入較大，也就直接導(dǎo)致了對于初創(chuàng)公司而言需要面臨了資金和資質(zhì)方面的多重工作壓力。而此時(shí)采取了眾包工作模式，對于動(dòng)態(tài)地圖的更新和處理工作變得更加便捷，實(shí)時(shí)的信息采集工作更加具有專業(yè)方面的優(yōu)勢，還需要解決好數(shù)據(jù)的傳輸和標(biāo)準(zhǔn)化的問題。

高精地圖信息安全的需求：我國主要的企業(yè)自動(dòng)駕駛路徑等進(jìn)行控制，都需要進(jìn)行高精度的控制與分析工作，而信息安全等方面也面臨著巨大的威脅。

功能安全標(biāo)準(zhǔn)：高精度地圖與高精度的定位系統(tǒng)全是直接輸入至自動(dòng)駕駛的控制裝置，和感知信息一樣做好剖析與輸入作業(yè)，確定了自動(dòng)駕駛裝置的控制系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)。在高精度地圖內(nèi)的偏轉(zhuǎn)插件、定位板塊系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)等全是極為重要的信息，功能與安全的要求方面也要加以規(guī)范與控制作業(yè)。

在線OTA要求：自動(dòng)駕駛作業(yè)一般要開展車刀的路徑規(guī)劃的任務(wù)，快捷的剖析作業(yè)也是不能缺少的，不然將會(huì)嚴(yán)重的在自動(dòng)駕駛的穩(wěn)定性方面造成影響，也會(huì)降低其工作的可靠性。

自動(dòng)駕駛實(shí)時(shí)定位和地圖創(chuàng)建：在自動(dòng)駕駛發(fā)生了位置不確定的狀況的時(shí)候，就需要進(jìn)行更為智能的處理和分析工作，做好創(chuàng)建地圖等方面的分析工作，及時(shí)將定位和導(dǎo)航工作落實(shí)到位。

1.2 對于高精地圖的要素和精度要求

依照行業(yè)分級，自動(dòng)駕駛有輔助駕駛、部分自動(dòng)化、有條件自動(dòng)化、高度的自動(dòng)化、全自動(dòng)化五個(gè)級別，就是行業(yè)內(nèi)所謂的L1到L5。并且高精地圖依照用途也能夠分成車道級別路網(wǎng)、定位與動(dòng)態(tài)地圖三個(gè)圖層。對于上述五個(gè)層級和三個(gè)圖層，在各個(gè)自動(dòng)駕駛分級之中，都是互相對應(yīng)的關(guān)系，所產(chǎn)生的精度方面的等級也不同，伴隨信息的搜集、精度的定位等有關(guān)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)對應(yīng)的變化。

2 電子地圖分類

2.1 傳統(tǒng)電子地圖

傳統(tǒng)地圖可以描述出相應(yīng)的道路信息，而部分道路的車道信息也可以進(jìn)行相應(yīng)的區(qū)分工作，并且可以建立起一系列的擁堵信息，做好路徑的規(guī)劃和分析的工作，從而更好的進(jìn)行時(shí)間方面的控制工作，但是在道路的細(xì)節(jié)信息展示方面存在著一定的欠缺。而在平時(shí)生活之中所運(yùn)用的百度、高德地圖等都是電子地圖，而在實(shí)際的控制過程中，需要依靠人類駕駛員對于相關(guān)的外部信息進(jìn)行分析與判斷的工作，無法進(jìn)行更為精準(zhǔn)的自動(dòng)駕駛工作。

2.2 高精度地圖

高精度地圖本身和傳統(tǒng)的電子地圖有著很大的差別，因?yàn)槠渲邪嗽S多輔助駕駛的相關(guān)信息，尤其是在道路網(wǎng)絡(luò)的三維表征等方面的信息比較詳細(xì)，例如在交叉路口的信息等，顏色信號等定位等都是十分重要的信息。而其特點(diǎn)就在于將路面信息的精準(zhǔn)程度大大提升，在厘米級別進(jìn)行了無人駕駛的安全控制工作。

2.2.1 數(shù)據(jù)特征類型

高精度地圖精確地將能夠分成兩層，準(zhǔn)確的成了靜態(tài)地圖與動(dòng)態(tài)地圖兩個(gè)方面。靜態(tài)地圖的高精度地圖包含了道路部分、車道模型、道路性質(zhì)與圖層定位等對應(yīng)的作業(yè)。達(dá)到了車道級別的自動(dòng)駕駛的行駛標(biāo)準(zhǔn)，高精度地圖之中準(zhǔn)確的包括了道路的資訊，包括了精準(zhǔn)的車道線路、車道的中心線等。此外，高精度地圖之中也包含了道路的曲線率、坡度、航行方向、橫坡等數(shù)學(xué)上的細(xì)致的數(shù)據(jù)，建立了各類的車道模型，便于在自動(dòng)駕駛的時(shí)候更加優(yōu)質(zhì)的開展快捷決定的任務(wù)，能夠做好方向管控、油門、制動(dòng)等。除去車道模型以外，高精度地圖有交通標(biāo)識、路面標(biāo)識等等。方面的部件信息，重點(diǎn)進(jìn)行了GPS消失區(qū)域、道路駛工的具體情況等。

2.2.2 測繪傳感器

高精度地圖的參數(shù)搜集作業(yè)涉及了很多的傳感裝置的數(shù)據(jù)融合作業(yè)，在使用的傳感裝置上包括了激光雷達(dá)、慣導(dǎo)、相機(jī)、RTK等，一輛測繪的車要使用比較高的資金投入。激光雷達(dá)的參數(shù)要繼續(xù)云數(shù)據(jù)的處置作業(yè)，從而能夠更加優(yōu)質(zhì)的開展參數(shù)融合作業(yè)，除去運(yùn)用移動(dòng)測繪車這樣的搜集的形式以為，高精度地圖的搜集形式和能夠開展無人機(jī)航測等作業(yè)。

3 高精度地圖在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用

當(dāng)下十分低下的交通通行的頻率已經(jīng)影響到了人們的生活質(zhì)量，也成為了人們認(rèn)為十分頭疼的問題之一，更好地提升駕駛的質(zhì)量和提升交通的有效性成為了當(dāng)下社會(huì)發(fā)展的新需求，需要在相應(yīng)工作的過程中做好全方位的控制，保證在實(shí)際技術(shù)的學(xué)習(xí)中，提升算法和技術(shù)的工作能力，更好地滿足人們的需求，讓無人駕駛工作成為可能，為后續(xù)的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.1 自動(dòng)駕駛關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

自動(dòng)駕駛重要技術(shù)主要包括環(huán)境感知、精準(zhǔn)定位、決策和規(guī)劃、管控和執(zhí)行、高精度地圖和車輛聯(lián)網(wǎng)。

環(huán)境感知作業(yè)就是指自動(dòng)駕駛汽車搭載各個(gè)類型的傳感裝置等搜集的信息開展參數(shù)的處置與分析的工作，從而針對各種傳感裝置的參數(shù)信息有效信息擬合與剖析作業(yè)，從而讓汽車更加容易接收到外界駕駛的自然環(huán)境，開展更加深入的精確定位和決策的作業(yè)。但是傳感器的融合作業(yè)包括了參數(shù)級別的融合、特征級別的融合、決策級別的融合。

汽車的精確定位服務(wù)信息工作服務(wù)重點(diǎn)集中和決策規(guī)劃層面上，自動(dòng)駕駛汽車基礎(chǔ)是精確的導(dǎo)航作業(yè)，不但能夠得到汽車與外界環(huán)境的相對部位的關(guān)系，而更阿基需要經(jīng)過本身的狀況開展汽車絕對部位與姿態(tài)的感知任務(wù)。如今，主流的定位方式有GPS系統(tǒng)定位方式、高精度地圖定位形式等。

自動(dòng)駕駛汽車的決定和規(guī)劃依靠著環(huán)境感知與導(dǎo)航子系統(tǒng)的輸出信息，并且在約束工作條件之下做好車輛的行駛路線的分析作業(yè)。決算的方式能夠風(fēng)味三個(gè)不同的路徑，根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)路、設(shè)定規(guī)則、因果推斷等形式等。而這其中不同的方式都有著各自不同的特點(diǎn)與優(yōu)勢，并且有些技術(shù)的發(fā)展而言并不是十分成熟，技術(shù)難點(diǎn)依然存在，還需要進(jìn)一步的分析和處理工作。

自動(dòng)駕駛企業(yè)的車輛控制系統(tǒng)是其工作和應(yīng)用的靈魂所在，對于車輛需要進(jìn)行橫向和縱向兩個(gè)方面的精準(zhǔn)控制，以便于車輛可以在實(shí)際的工作運(yùn)行中得到穩(wěn)定的控制，也將工作的安全性大大提升。

3.2 高精度地圖之關(guān)鍵作用

高精度地圖針對汽車的精確定位作業(yè)具有極為明顯的效果，汽車能夠把傳感裝置的信息與精準(zhǔn)地圖的信息比較分析，獲得自身更為精準(zhǔn)的車輛控制信息，有助于進(jìn)行自身的決策與規(guī)劃的工作。路徑規(guī)劃工作是自動(dòng)駕駛工作的核心工作環(huán)節(jié)，也是精準(zhǔn)定位的前提性的作業(yè)，其中要做到針對環(huán)境的整體的精確的感知作業(yè)。除去輔助的精確定位作業(yè)以外，高精度的地圖的道路信息元素極為繁雜，所以能夠開展自動(dòng)駕駛作業(yè)的決策與規(guī)劃，達(dá)到更加復(fù)雜與高效的方案確定。

高精度地圖匹配定位：高精度地圖的絕對坐標(biāo)精確度極為精準(zhǔn)，傳感裝置把汽車感知的區(qū)域信息與高精度地圖開展比對作業(yè)，可以在水平位置、方向上快速找到參考點(diǎn)，從而做好自動(dòng)駕駛的前提條件就是管控工作。

輔助決策規(guī)劃：自動(dòng)駕駛時(shí)主要分成感知、決策、控制三個(gè)方面，高精度地圖是對傳感裝置沒有辦法感知部分的補(bǔ)充性作業(yè)，針對隨時(shí)的路況信息和環(huán)境信息開展更加全面的反饋與分析的工作，把四周的環(huán)境信息更加優(yōu)質(zhì)的表現(xiàn)出來，能夠幫助自動(dòng)駕駛的車輛預(yù)知到復(fù)雜的道路信息，更好的規(guī)避可能存在著的風(fēng)險(xiǎn)等，實(shí)現(xiàn)車道級別的控制與規(guī)劃的工作。

4 結(jié)論

綜上所述，高精度地圖是自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈中最為關(guān)鍵的組成部分之一，起到了十分關(guān)鍵性的作用，可以在精準(zhǔn)的定位、輔助環(huán)境感知、決策規(guī)劃等一系列工作的過程中做好全面化的分析工作，提升駕駛作業(yè)的安全性能和高效性。高精度地圖服務(wù)和自動(dòng)駕駛科技，其中包括更為細(xì)致的汽車輔助資訊、道路交通訊息、高精度坐標(biāo)等，為規(guī)劃路徑和安全駕駛等提供了更好的保證，也為面對復(fù)雜交通提供了有效的方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]李克強(qiáng)，戴一凡，李升波，等.智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào)，2019，8（1）：1-14.

[2]石雨峰.自動(dòng)駕駛臨近高精地圖上演“搶灘戰(zhàn)”[J].商學(xué)院，2018（09）：68-70.