自动驾驶|陈根：自动驾驶的高精地图，门槛有多高？

文/陈根
自动驾驶正在走进人们的生活。伴随着自动驾驶技术的快速发展以及智能网联汽车的日益落地，作为关键环节的高精地图也愈发受到厂商的重视。究其原因，在自动驾驶技术落地过程中，车路协同逐渐成为业界共识，高精度地图能够极大地帮助自动驾驶车辆完成定位。与传统导航电子地图面向驾驶员不同的是，高精度地图是面向机器的供自动驾驶汽车使用的地图数据。高精度地图除了能提供道路级别的导航信息外，还能够提供车道级别的导航信息，通过高精度匹配定位引入地图从而获取环境信息。高精地图的发展逐渐迎来商业化契机。然而，现实总是过分骨感。对于自动驾驶如此重要的高精地图看似拥有大片蓝海，其市场大有可为，但参与市场的玩家数量非常有限，赛道需求旺盛但是发展却又很克制。在数据采集的限制下，高精地图产业化之路似乎依旧道阻且长。

从地图到高精度地图地图是对刻画与描述地球表面的各种现象的数据的可视化表达，它可以帮助人们通过这些可视化表达来认识、记录地理世界。人们对于世界的认知正是从远洋航行以扩展地图开始的。每一张航海图都是已知世界的描述，反映了不同时期的人们对所处环境和整个世界的认识，是那个时代世界认知的一个形像化总结。现代以来，人们出行基本上靠活地图大脑和纸质版地图。十年前，第一代电子导航地图开始在车辆中控大屏上线，以2D平面的形式展示，地图的数据基本上拥有国道、省道、环路、高速等道路信息，使用前需要提前将各个城市的地图数据提前下载到本地，并且每半年需要去4S店进行导航升级一次。第二代电子导航地图，也就是现下使用的导航地图，已经拥有了在线更新的能力，道路的信息更加丰富立体。而且，新增了实时显示道路的拥堵功能，在通过岔路口时导航还可以弹出引导路线，可以为用户规划时间最短路线、最少红绿灯路线等。不论是第一代电子导航地图，还是第二代电子导航地图，对于人类驾驶员来说，传统电子地图的主要作用都是导航，包括从A地到B地的路径规划、车辆和道路的定位匹配、POI检索等。然而，高精地图的出现彻底革新了地图的表现形式，成为了走向自动驾驶时代的安全的重要保障之一。高精地图，通俗来讲，就是精度更高、数据维度更多的电子地图。精度更高体现在精确到厘米级别，数据维度更多体现在其包括了除道路信息之外的与交通相关的周围静态信息。而高精地图的高精度、高粒度和实时性正是实现自动驾驶的重要条件。从高精度来看，相比服务于GPS导航系统的传统地图而言，高精地图最显著的特点是其表征路面特征的精准性。以道路为例，传统地图只需要做到米级精度即可实现GPS导航，但高精地图需要达到厘米级精度才能保证无人车行驶安全。精准的地图对自动驾驶车的定位、导航、控制及安全至关重要。从高粒度来看，高精地图比传统地图粒度要高很多，主要表现在高精地图的数据维度上。传统电子地图数据只记录道路级别的数据，包括道路形状、坡度、曲率、铺设、方向等。高精度地图不仅增加了车道属性相关（车道线类型、车道宽度等）数据，还需要反馈给车辆例如道路前方信号灯的状态、限高、禁行等，来保证车辆安全、正常行驶。从实时性角度来看，高精度地图对数据的实时性要求更高。根据博世在2007年提出的定义，无人驾驶时代所需的局部动态地图（Local Dynamic Map）根据更新频率划分可将所有数据划分为四类：永久静态数据（更新频率约为1个月），半永久静态数据（频率为1小时），半动态数据（频率为1分钟），动态数据（频率为1秒）。传统导航地图可能只需要前两者，而高精地图为了应对各类突发状况，保证自动驾驶的安全实现需要更多的半动态数据以及动态数据，这大大提升了对数据实时性的要求。当与大数据、人工智能一起应用时，高精地图还能提供实时数据辅助决策，从而让汽车变得更加智能和安全。基于此，眼下高清地图早已摆脱简单地图的固有属性，正成为全面的智能产品。在自动驾驶领域，尤其具有极为关键的作用和价值。