為什么自動(dòng)駕駛汽車離不開高精地圖

蘑菇說：在一塊劃定的區(qū)域，提供媲美出租車?yán)蠋煾档膶?dǎo)航功能——這形象地解釋了高精地圖在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的作用。本期《蘑菇說》帶你了解為什么自動(dòng)駕駛汽車離不開高精地圖。

關(guān)于高精地圖，業(yè)內(nèi)一直有個(gè)形象的比喻：裝備高精地圖的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)仿佛一個(gè)開了20年出租的老師傅，不僅車技好，腦子里還有一張“活地圖”。

反之，則像初來乍到的外地師傅，雖車技了得，但對(duì)當(dāng)?shù)卮蠼中∠镆粺o所知。這形象地解釋了高精地圖在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的作用：在一塊劃定的區(qū)域，提供媲美出租老師傅的導(dǎo)航功能。

人類通過GPS和鮮明的地標(biāo)來熟悉新環(huán)境和認(rèn)路，自動(dòng)駕駛汽車則靠GPS和內(nèi)容詳盡豐富、持續(xù)更新的高精地圖來導(dǎo)航，以及定位。手機(jī)GPS定位坐標(biāo)往往與真實(shí)距離存在數(shù)米誤差，工程師需要想辦法用其他技術(shù)手段彌補(bǔ)GPS的低精度。

高精地圖的地理編碼信息通常能精確到厘米級(jí)，這為GPS定位提供了極大的輔助。因此，早期的自動(dòng)駕駛汽車都比較注重?cái)?shù)字地圖的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，例如谷歌早期對(duì)其自動(dòng)駕駛路測(cè)車的定位就是做高精地圖數(shù)據(jù)采集。

高精地圖是詳細(xì)、精確的模型，提供某個(gè)區(qū)域最重要的地表特征信息。它既能反映大型地理特征，像高山湖泊，也能反映樹木和人行道分布，十字路口的車道線、路口交叉點(diǎn)、施工地段甚至路口寬度。

是否顯示車道線是區(qū)分高精地圖與普通手機(jī)地圖最簡(jiǎn)單的方法之一，否則我們就不會(huì)在開車的時(shí)候聽到“請(qǐng)沿中間車道行駛”的導(dǎo)航提示了。

一般情況下，手機(jī)導(dǎo)航確實(shí)沒必要精確到車道線。但自動(dòng)駕駛最基礎(chǔ)的自主變道功能就離不開地圖上標(biāo)注的清晰的車道線。

除了更豐富的路面標(biāo)識(shí)，高精地圖還貢獻(xiàn)了三維立體和實(shí)時(shí)更新的動(dòng)態(tài)圖像，堪比二郎神楊戩從天而降、隨時(shí)張開的“天眼”，將自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)難以判斷的奇異形狀物體盡收眼底。

就像搭乘老司機(jī)的出租車能避免很多麻煩，高精地圖這雙“天眼”也幫自動(dòng)駕駛省事不少。在那些時(shí)常冒出特殊交通規(guī)則的路段（限時(shí)公交專用車道、潮汐車道），感知系統(tǒng)大多時(shí)候無需為交通標(biāo)識(shí)分心，只在前方有交通燈或突然冒出一輛大卡車時(shí)，才需要啟用傳感器識(shí)別深度學(xué)習(xí)算法。

在那些需要堆大量算法算力才能理解各種奇異交通規(guī)則的場(chǎng)景，比如環(huán)島、高架、小區(qū)內(nèi)部道路，車輛也能借助“天眼”提前規(guī)劃路徑。

一面節(jié)省算力資源，一面提高決策準(zhǔn)確率，還能提高感知硬件的整體壽命。某種程度上，這體現(xiàn)了機(jī)器系統(tǒng)安全冗余的通用設(shè)計(jì)原則。

盡管高精地圖百般武藝，但人類大腦驚人的“自動(dòng)更新、自動(dòng)修正”能力，還是讓任何軟件工程師和制圖員都嫉妒不已。更新高精地圖是一項(xiàng)艱苦而昂貴的作業(yè)，每隔一段時(shí)間就得載著昂貴的攝像機(jī)和激光雷達(dá)走遍每個(gè)地方。

采集結(jié)束后，還有數(shù)十道復(fù)雜的地圖標(biāo)注工藝產(chǎn)線橫亙?cè)诠こ處熝矍?。如此才能最終形成存儲(chǔ)數(shù)百萬地形細(xì)部的龐大數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)數(shù)據(jù)都包含地理位置、大小、方位等信息。

有些自動(dòng)駕駛研發(fā)部門正在采用眾包采集的方式，利用已經(jīng)跑在路上裝有雷達(dá)和攝像頭的車收集數(shù)據(jù)并上傳。至于地圖工藝，就直接買國(guó)際車廠成熟的地圖工藝產(chǎn)線，數(shù)據(jù)也直接用開源數(shù)據(jù)集也未嘗不可。

不過，更高級(jí)的方式是在源頭創(chuàng)新。蘑菇車聯(lián)正在做這樣的嘗試。它培養(yǎng)了一批在高精地圖領(lǐng)域?qū)懻撐牡娜?。他們采用比傳統(tǒng)GPS更先進(jìn)的定位邏輯，從零搭建成本更低、工藝更新的地圖產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)同樣甚至更出彩的準(zhǔn)確率和地圖采集效率。

未來，在自動(dòng)駕駛規(guī)模落地的過程中，高精地圖成本、準(zhǔn)確率和效率或許會(huì)同時(shí)成為評(píng)估自動(dòng)駕駛實(shí)力的指標(biāo)。

編輯：jq