解讀自動(dòng)駕駛車輛專用高精地圖的魔力

蘑菇說(shuō)：駕駛在一座復(fù)雜的“魔幻8D”立交橋上，即使使用電子地圖導(dǎo)航，我們都未必能準(zhǔn)確識(shí)別并駛離正確的車道。但對(duì)于自動(dòng)駕駛車輛，這一切都不在話下。所以，是時(shí)候領(lǐng)略一下自動(dòng)駕駛車輛專用高精地圖的魔力了。本期蘑菇說(shuō)為你解讀。

很多人都經(jīng)歷過(guò)在立交橋駕車走錯(cuò)岔路的場(chǎng)景。在我國(guó)大型城市，多層立交橋隨處可見(jiàn)，我國(guó)最復(fù)雜的立交橋連接多達(dá)8個(gè)方向的車道，高達(dá)5層，匝道達(dá)到20條。網(wǎng)友調(diào)侃，在這里走錯(cuò)一個(gè)岔路口，就會(huì)變成“城區(qū)一日游”。

普通車輛即使借助導(dǎo)航設(shè)備，也很容易被“魔幻”立交橋繞暈。原因很簡(jiǎn)單，電子導(dǎo)航地圖利用GPS確定車輛的經(jīng)緯度坐標(biāo)。但在二維地圖上，緯度信息只是反映為地圖相應(yīng)的點(diǎn)，無(wú)法提供高度坐標(biāo)。

因而，進(jìn)入立交橋疊層結(jié)構(gòu)的車輛會(huì)發(fā)現(xiàn)電子導(dǎo)航不穩(wěn)定，甚至失效。對(duì)自動(dòng)駕駛車輛而言，這一情況絕不會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)槊颗_(tái)自動(dòng)駕駛車都配備有專用神器——高精地圖。

自動(dòng)駕駛高精地圖和普通電子導(dǎo)航不同，電子地圖用于被人類駕駛員識(shí)別，而高精地圖則是被自動(dòng)駕駛車輛機(jī)器識(shí)別，屬于三維地圖。

三維高精地圖是自動(dòng)駕駛不可或缺的一部分，是自動(dòng)駕駛車輛作出決策和控制的基礎(chǔ)。車輛只有在高精地圖上行駛，才能對(duì)前方障礙物作出減速、停止或者換道的指令。很難想象沒(méi)有地圖上的車道線、道路標(biāo)識(shí)和方位，自動(dòng)駕駛車如何在算法路徑規(guī)劃下進(jìn)入目標(biāo)位置。

在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)下，高精地圖能夠精確還原路網(wǎng)的三維表征，利用激光雷達(dá)、全景相機(jī)、慣導(dǎo)系統(tǒng)等車載設(shè)備采集道路數(shù)據(jù)，得到橫縱坡度、曲率、高程、航向等三維線形信息。

另外，通過(guò)AI的自動(dòng)化處理技術(shù)，高精地圖不僅能展現(xiàn)道路的形態(tài)，而且每一根車道線、每一個(gè)道路分起點(diǎn)的位置都能精確地展現(xiàn)出來(lái)，為自動(dòng)駕駛車輛細(xì)小的決策控制提供支持。

普通電子地圖路況誤差的精度通常是米級(jí)，人類駕駛員對(duì)道路的辨識(shí)度往往可以容忍，依靠經(jīng)驗(yàn)做出判斷。但對(duì)于自動(dòng)駕駛機(jī)器，這并不足夠。

自動(dòng)駕駛對(duì)于高精地圖的要求是厘米級(jí)的，對(duì)于車輛的定位也需要同樣的精確度。只有如此，當(dāng)一輛自動(dòng)駕駛車在靠近馬路欄桿或前方插入車輛幾十厘米時(shí)才能做出調(diào)整。

由于高精地圖厘米級(jí)展示道路交通元素，我們可以看到一個(gè)有大量細(xì)節(jié)信息的三維世界，如同一個(gè)以車道為主線的元宇宙。車道線的位置、類型、寬度、坡度、曲率一一呈現(xiàn)，甚至還能看到地面箭頭、地面文字、停止線、斑馬線。這里有道路標(biāo)志牌、護(hù)欄、信號(hào)燈、電子警察，甚至可以看到路邊樹(shù)木、馬路邊緣和周邊建筑物。

為了制作高精地圖，自動(dòng)駕駛公司和地圖公司們采取了不同的采集、制作方案。一般來(lái)講，高精地圖都要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集、 處理、對(duì)象檢測(cè)和驗(yàn)證、地圖生成發(fā)布的過(guò)程。

工程師們需要開(kāi)著搭載激光雷達(dá)、全景相機(jī)和RTK(實(shí)時(shí)差分定位)的采集車捕捉道路數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類和清洗，這個(gè)環(huán)節(jié)還會(huì)經(jīng)過(guò)AI深度學(xué)習(xí)的算法進(jìn)行元素識(shí)別和分類，最后形成3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)的地圖，在經(jīng)過(guò)人工檢驗(yàn)無(wú)誤后發(fā)布。

高精地圖對(duì)立交橋數(shù)據(jù)的采集技術(shù)要求更高。一座立交橋一般有十幾個(gè)分析點(diǎn)，包括道路分岔點(diǎn)、主路進(jìn)匝道、匝道進(jìn)主路等，每個(gè)分析點(diǎn)都要多次采集才能完成。這種情況下，高精地圖的采集周期和成本控制也能反映出一家自動(dòng)駕駛公司的技術(shù)實(shí)力。

工程師們?cè)诓粩鄤?chuàng)造出新的成果。近期蘑菇車聯(lián)申請(qǐng)的一項(xiàng)高精地圖立交橋生成方法相關(guān)專利，出發(fā)點(diǎn)便是降低制作成本，同時(shí)提高立交橋顯示效率。蘑菇車聯(lián)是國(guó)內(nèi)少有擁有高精地圖數(shù)據(jù)采集、量產(chǎn)制作、渲染、高精定位及導(dǎo)航整套能力的自動(dòng)駕駛公司。

伴隨自動(dòng)駕駛進(jìn)入城市道路，或許某一天，在經(jīng)過(guò)城市大型立交橋時(shí)，我們的電子導(dǎo)航會(huì)提醒：前方立交橋，請(qǐng)開(kāi)啟自動(dòng)駕駛模式。

原文標(biāo)題：蘑菇說(shuō)第14期 |面對(duì)魔幻立交橋，是時(shí)候了解高精地圖了

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審核編輯:湯梓紅