高精度地图推进之难

唐朝 编辑
2016-05-18 00:10 / 浏览

    [汽车之家 新鲜技术解读]  提及今年最受关注的技术,恐怕非自动驾驶莫属。开放道路测试、实际体验、理论讲解,一时间,海外与国内车展,车企品牌发布会与技术日上似乎没有自动驾驶技术亮相便已落它人之后。不过,自动驾驶距离普通消费者的距离仍旧尚远,羁绊因素之一便是毫不起眼的地图,或者说高精度地图。

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- 谁迫切需要高精度地图?

    如果您问我,谁需要高精度地图,那么咱们或许讨论上个把小时也没有定论,不过如果咱们聊聊谁最迫切的需要高精度地图,那么答案很简单,最需要它的便是自动驾驶技术。

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    现阶段,已经有厂家已经开始公开道路测试,不过去年年底的一场大雪令不少自动驾驶试验车“趴了窝”,因为它们的“眼睛”——传感器得了雪盲症。造成这个结果的原因便是传统传感器容易受到天气影响,我们当然不希望未来自己的爱车因为天气不佳而罢工。

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    恶劣天气情况下,自动驾驶试验车面临的问题不仅是无法判断路况,更重要的是其在移动过程中,需要通过各类传感器收集到的信息制造出三维地图,以此判断自身位置并规划路径至目的地。当出现强雨、雪天气时,道路因结冰或积雪而导致反射特性发生变化,传感器收集信息效果受到一定影响,最终影响到三维地图的构建,也就导致了无人车的无法定位自身位置,从而使其被迫停在路边安全停车位中等待人类驾驶员接管,这便是实时收集路况的传感器的软肋。

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    相比雷达、激光探头、摄像头之于自动驾驶汽车就像眼睛而言,高精度地图带给自动驾驶汽车的就像是对前方的记忆。现在被广泛应用的车用雷达传感器,其有效探测范围也只有不到300米,在雨雪等极端天气,亦或是当探测对象被行进的车辆掩盖时,这个数字会大大缩减,高精度地图则不受此情况影响,结合事实路况信息技术,其在不佳的天气情况下仍旧能带来优秀的路况信息,因此对于厂商而言,高精度地图是实现自动驾驶功能的双保险。

- 什么是高精度地图?

    相信对于大多数人而言,地图都不是一个陌生的事物。上学时的地理课上,我们通过它曾经一遍遍的看、背、记着大洋彼岸那些风土人情。那么,上面说到的高精度地图又是何物呢?它与我们爱车上正在使用的导航地图有何区别呢?

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    今天我们爱车上的地图已经由类纸质变为电子版,同时地图信息、版本更新速度更快,从而带给使用者的是更合理的导航路径,更多元的选择逻辑。不过这一切改变仅仅是量变的过程,从根本上讲,它们其实仍旧只是辅助驾驶员到达目的地的工具。

    交通信号灯、车道线、警示标志灯这些信息是自动驾驶系统做出判断的依据,正是因为电脑将要代替人脑成为决策主体,因此这对于地图的准确性或者地图精度提出了更高的要求。那么,自动驾驶汽车究竟需要什么样的地图呢?

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    百年前行军打仗的将领们需要一份包含详细地形、河流甚至是植被的地图,他们脑中是孙子灌输的“知己知彼百战不殆”的兵法,只有尽可能地了解周边环境才会减少被伏击的可能性。今日,自动驾驶技术需要高精度地图的原因颇为类似,其目的也是希望尽可能多地获知周边信息,只不过今日汽车需要包含信息更多、更精确的地图。未来自动驾驶汽车需要的高精度地图需要在现有基础上,包含详细的道路坡度、曲率、车道数量、车道类型等与车道及车道线相关的数据及属性。

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    根据目前从厂家获得的消息看,对于目前市面上已经出现的半自动驾驶阶段技术而言,地图精度达到5米就可满足需求,而完全自动驾驶阶段,则需要达到10至20厘米的精度。想要将现有米级精度的产品提升为厘米级别,需要克服众多困难,这其中既有技术问题,又有政策关系。

- 谁能制作高精度地图?

    目前,我们常用的电子地图由地图供应商提供,国内熟悉的地图供应商有四维图新、高德、凯立德、腾讯、搜狗、百度等,无论成立时间长短,他们均已通过国家资质审批。海外部分则是Google、TomTom、HERE等地图的天下。

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- 前进之难

    既然高精度地图是实现自动驾驶技术的关键因素之一,那么为什么在市面上还鲜有高精度地图呢?原因在于背后的阻碍多种多样,其中最大的阻碍来自国家层面。

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    正是由于涉及保密原因,因此目前我国对于地图绘制采用了准入机制,不过根据亚洲CES展会上得到的消息看,我国政府已经观察到民用市场对于高精度地图的迫切需求,考虑开放国内高速公路区域的高精度地图测绘权限,因此从这方面看,未来国内自动驾驶技术或将首先被允许在高速公路上使用。

- 克服困难做出来还不够?

    高精度地图实际上同电脑操作系统、手机操作系统类似,采集完毕上市销售仅仅是个开始,随后需要企业对其进行维护。对IT企业而言,需要不断推出补丁以修补系统漏洞、加快运行速度,对于地图供应商而言,由于真实世界的路况不断发生着改变,因此需要定期重新采集地图资源。

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    重新采集地图资源并没有大功告成,这些重新采集的信息需要下发至我们的爱车中,目前车载导航系统所用地图多通过车辆在4S店维修保养时一并完成升级。自动驾驶技术对于地图更新速度的需求必须是秒级的,只有这样车辆才能够具有等同于人类,甚至是超越人类的判断时间,因此地图资源的更新有可能会通过云技术在线升级,当然这就会对网络提出更高的要求。

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    与此同时,未来汽车真正使用高精度地图之时,海量的信息非今日可比,那么这就对车辆的处理器性能提出更高的要求,除此以外,经过多次系统升级后,其所占存储空间势必变得更加庞大,这对系统存储空间亦提出了不小的挑战。另一方面,在硬件部分满足技术需求后,其成本问题不容忽视。在短期可视的未来中,提升硬件处理能力,同时降低成本亦是自动驾驶技术能否真正普及的因素之一。

- 它还将影响什么?

    尽管高精度地图的未来发展之路是如此坎坷,但民用领域的众多需求却依旧促使着地图供应商不断发展。个人用户的需求只是其中之一,更多体量庞大的企业才是高精度地图的真正需求者。

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    最后,也是最重要的便是高精度地图对于自动驾驶技术的影响,高精度地图能够承载更多的路况信息,因此对于自动驾驶系统而言,其可以提前获知相关信息,从而减少实时分析、计算数据的需求,这对于降低系统运行强度无疑是有积极作用的。

    另一方面,自动驾驶技术继续向前发展,处理器与系统判断逻辑能够达到高度智能化,超越人类反应速度与判断能力时,高精度地图还是否有必要配备或许将成为全新的问题。

全文总结

    现阶段看,对于自动驾驶而言,没有了高精度地图的辅助其充其量只能是半成品,主要依靠各类传感器对路面进行监测的自动驾驶试验车一旦遇到天气出现问题,无异于盲人摸象。对于力图做到万无一失的自动驾驶技术而言,不可能将所有鸡蛋都装在同一个篮子中。

    因此,其势必需要另外一种辅助信息获知手段,高精度地图便是其中重要一环。这样迫切的需求势必将推动车企与其他领域企业的不断合作,汽车厂商提供对汽车本身开发研究的深入理解,加上地图供应商擅长的地图采集与互联网企业在大数据和云计算层面的积累,最终才能通过普及自动驾驶所需的技术难关。(文/图 汽车之家 唐朝)

相关连接:

    克服“阻碍”中前进 浅析自动驾驶技术
    http://m.autohome.com.cn/tech/201504/866571.html

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